Особенности и перспективы применения автоматизированного проектирования на этапе дизайна и моделирования обувной продукции

Размещено на http://allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Киевский национальный университет технологий и дизайна

Кафедра конструирования и технологий изделий из кожи

Реферат

на тему: «Особенности и перспективы применения автоматизированного проектирования на этапе дизайна, моделирования и рекламы обувной продукции».

Подготовила : ст. Федив М.И.

Проверила : Чертенко Л.П.

Киев, 2011



Содержание

Вступление

Комплексные решения компании Delcam для проектирования и изготовления обуви

Новые технологии в проектировании и дизайне

Delcam Shoe Solution -- от идеи дизайнера до серийного производства обуви

Программное обеспечение САПР: Romans Cad Software 3D Last- это специальный инструмент для работы с колодками (моделирование обуви)

Выводы

Список использованной литературы



Вступление

Обувная промышленность представляет собой яркий пример отрасли, где идет острая конкурентная борьба за покупателя. Постоянно растущие требования к дизайну обуви, к ее качеству при одновременной необходимости сокращения сроков разработки новых моделей и их запуска в серийное производство, а также удержания цен на конкурентоспособном уровне в буквальном смысле заставляют производителей внедрять новейшие технологии на всех этапах проектирования и изготовления обуви. Большинство из этих технологий основано на применении систем компьютерного моделирования и технологической подготовки производства как самой обуви, так и технологической оснастки для ее серийного выпуска.

Современные компьютерные технологии САПР позволяют по-новому подойти к процессу создания моделей и технологии их производства. При производстве сумок и обуви макетирование изделия с успехом заменяется на высокоточное проектирование виртуальной модели на компьютере. Успешно внедряются в производство системы компьютерного дизайна, позволяющие быстро находить единое колористическое решение аксессуаров и обуви.

Автоматизация проектирования занимает особое место среди информационных технологий.

Во-первых, автоматизация проектирования -- синтетическая дисциплина, ее составными частями являются многие другие современные информационные технологии. Так, техническое обеспечение систем автоматизированного проектирования (САПР) основано на использовании вычислительных сетей и телекоммуникационных технологий, в САПР используются персональные компьютеры и рабочие станции, есть примеры применения мейнфреймов. Математическое обеспечение САПР отличается богатством и разнообразием используемых методов вычислительной математики, статистики, математического программирования, дискретной математики, искусственного интеллекта. Программные комплексы САПР относятся к числу наиболее сложных современных программных систем, основанных на операционных системах Unix, Windows 2000/XP, языках программирования С, С++, Java и других, современных CASE технологиях, реляционных и объектно-ориентированных системах управления базами данных (СУБД), стандартах открытых систем и обмена данными в компьютерных средах.

Во-вторых, знание основ автоматизации проектирования и умение работать со средствами САПР требуется практически любому інженеру - разработчику. Компьютерами насыщены проектные подразделения, конструкторские бюро и офисы. Работа конструктора за обычным кульманом, расчеты с помощью логарифмической линейки или оформление отчета на пишущей машинке стали анахронизмом. Предприятия, ведущие разработки без САПР или лишь с малой степенью их использования, оказываются неконкурентоспособными как из-за больших материальных и временных затрат на проектирование, так и из-за невысокого качества проектов.

Появление первых программ для автоматизации проектирования за рубежом и в СССР относится к началу 60-х гг. Тогда были созданы программы для решения задач строительной механики, анализа электронных схем, проектирования печатных плат. Дальнейшее развитие САПР шло по пути создания аппаратных и программных средств машинной графики, повышения вычислительной эффективности программ моделирования и анализа, расширения областей применения САПР, упрощения пользовательского интерфейса, внедрения в САПР элементов искусственного интеллекта.

К настоящему времени создано большое число программно-методических комплексов, для САПР с различными степенью специализации и прикладной ориентацией. В результате автоматизация проектирования стала необходимой составной частью подготовки инженеров разных специальностей; инженер, не владеющий знаниями и не умеющий работать в САПР, не может считаться полноценным специалистом.

Увеличение производительности труда разработчиков новых изделий, сокращение сроков проектирования, повышение качества разработки проектов - важнейшие проблемы, решение которых определяет уровень ускорения научно-технического прогресса общества. Развитие систем автоматизированного проектирования (САПР) опирается на прочную научно-техническую базу. Это - современные средства вычислительной техники, новые способы представления и обработки информации, создание новых численных методов решения инженерных задач и оптимизации. Системы автоматизированного проектирования дают возможность на основе новейших достижений фундаментальных наук отрабатывать и совершенствовать методологию проектирования, стимулировать развитие математической теории проектирования сложных систем и объектов. В настоящее время созданы и применяются в основном средства и методы, обеспечивающие автоматизацию рутинных процедур и операций, таких, как подготовка текстовой документации, преобразование технических чертежей, построение графических изображений и т.д.



Комплексные решения компании Delcam для проектирования и изготовления обуви

Британская компания Delcam plc - мировой лидер в разработке и продаже CAD/CAM-систем, предназначенных для трехмерного проектирования, производства и контроля качества изделий и технологической оснастки сложной формы. Компания начала свою деятельность в 1968 году в университете Кембриджа. В настоящее время в компании Delcam работает более 900 сотрудников по всему миру, а головной офис находится в городе Бирмингем (Великобритания). Через сеть своих 225 офисов и совместных предприятий компания ведет деятельность более чем в 80 странах мира. В России компания Delcam работает с 1989 года, и на сегодняшний день в странах СНГ успешно работает восемь региональных офисов и торговых партнеров.

Всемирную известность компания Delcam приобрела, главным образом, благодаря своей CAM-системе (Computer Aided Manufacturing) PowerMILL, которая была и остается одной из самых совершенных в мире систем для программирования наиболее сложной непрерывной пятиосевой механообработки для станков с ЧПУ. Долгое время многие возможности фрезерования, заложенные в PowerMILL, успешно применяются в самых разных отраслях. В обувной промышленности PowerMILL длительное время использовался для изготовления технологической оснастки (пресс-форм) для литья подошв спортивной обувной, обработки колодок и мастер-моделей подошв на 2, 3, 4 и 5-осевых фрезерных станках с ЧПУ.

Начиная с 2003 года, в рамках проекта EUROShoE компания Delcam plc начала разработку собственных решений для производителей обуви. Этот международный проект, поддерживаемый 34 организациями из девяти европейских стран, направлен на развитие и модернизацию обувной промышленности, ориентированной на выпуск массовой унифицированной продукции. Целью EUROShoE является развитие методов изготовления, которые сделают возможным производство эксклюзивной обуви с ценой, доступной для массового потребителя. Решение этой задачи невозможно без применения современных систем компьютерного моделирования.

Первым узкоспециализированным решением компании Delcam plc для обувной промышленности был пакет PS- Shoemaker, который завоевал лидирующие позиции в индийской обувной промышленности. Первоначально система PS-Shoemaker представляла собой написанное на Visual Basic приложение под систему трехмерного гибридного моделирования PowerSHAPE (Computer Aided Design, CAD) для автоматизации ряда стандартных операций, которые выполняются при моделировании подошв обуви и проектировании пресс-форм для них. Высокий спрос на PS- Shoemaker на обувном рынке Италии также способствовал активному развитию программного продукта, функциональность которого была дополнена возможностями системы реверсивного инжиниринга CopyCAD и приложения PowerMILL для программирования многоосевой фрезерной обработки на станке с ЧПУ.

Постепенно рынок производителей обуви становился все более значимым для компании Delcam, поэтому в 2006 году она приобрела фирму Crispin - известного разработчика специализированных систем для проектирования обуви. В результате объединения, компания Delcam смогла выпустить на рынок новый пакет Crispin Sole Engineering - первое в мире интегрированное специализированное программное решение для производителей обуви. Это решение объединило в себе лучший опыт, накопленный разработчиками при создании пакетов Crispin и PS-Shoemaker. Благодаря тесной интеграции всех модулей, пакет Crispin стал охватывать все этапы проектирования обуви - от получения колодки до изготовления пресс-формы для подошвы.

проектирование дизайн обувь компьютерный программный



Рис. 1. Последовательность проектирования верха обуви в пакете Crispin Shoe Design

Рис. 2. Демонстрация процесса проектирования подошвы



Одним из самых первых заказчиков Delcam из обувной промышленности, на базе которого апробировался новый пакет Crispin, была компания Nike. Сегодня самыми известными торговыми брендами, использующими программное обеспечение Crispin для производства спортивной обуви, являются фирмы Adidas, Brooks Sports, New Balance, Nike и Reebok. Также компания Bauer активно использует ПО фирмы Delcam для разработки и производства спортивной амуниции, в том числе, хоккейных и роликовых коньков.

В 2007 году четыре новых всемирно известных бренда выбрали для проектирования обуви пакет Crispin: Kumps, Brown Shoes, Columbia Sportswear Company и Under Armour. Кроме того, два производителя обуви в Великобритании, - компании Cheaney's и Churches (обе - подразделения фирмы Prada), перешли работать в Crispin из конкурирующих решений после проведенных конкурсов. В результате, за 2007 год рост доходов от продаж пакета Crispin превысил 30%. В немалой степени этому способствовало и освоение новых для компании Delcam рынков - ортопедической обуви и биопротезирования. Отметим, что многие производители обуви, среди которых можно встретить многие всемирно известные бренды, предпочитают заказывать готовые литые подошвы у субподрядчиков. На сегодняшний день во всем мире насчитывается уже порядка полутора тысяч компаний- пользователей пакета Crispin.

Теперь на примере проектирования новой модели спортивной обуви давайте рассмотрим концепцию проектирования, реализованную в пакете Crispin Shoe Design.

Процесс проектирования обуви начинается с разработки трехмерной модели колодки в модуле LastMaker, которая также может быть получена путем сканирования физического прототипа колодки контактной контрольно-измерительной машиной или бесконтактным 3D-сканером Scanny3D и оцифрована в модуле ModelTracer. При желании, за основу можно взять одну из готовых моделей колодок, поставляемых вместе с пакетом Crispin. Геометрия колодки также может быть получена в электронном виде от производителя колодок в стандартных форматах STL или IGES. В процессе работы на предприятии может быть сформирована собственная электронная библиотека моделей колодок.

Следующим этапом на основе геометрии 3D-модели К достоинствам модуля LastMaker можно отнести легкость изучения и удобство работы. Простой графический интерфейс пользователя с удобным меню и клавишами быстрого доступа к командам способствуют быстрому освоению и внедрению продукта в производство.

Колодки в модуле Shoe Design выполняется трехмерный дизайн верха обуви: на колодку наносятся стилевые линии, текстуры, швы, шнурки, логотипы и т.д. Стилевые линии или элементы дизайна могут импортироваться из готового проекта, или создаваться непосредственно на колодке с использованием инструмента StyleWizard. Для упрощения работы над дизайном пакет Crispin позволяет проецировать на колодку графические эскизы дизайна изделия, выполненные художником в трех стандартных проекциях. Графический интерфейс системы удобен в использовании и достаточно прост в освоении, а все процедуры 3D-построений максимально автоматизированы. В процессе дизайна непосредственно на криволинейной поверхности колодки задаются все геометрические характеристики элементов изделия, такие как форма элементов и их толщина. Для удобства работы внешнюю и внутреннюю боковые стороны обуви можно моделировать симметричными.



Рис. 3. Построение разверток верха обуви в модуле ShoeStyle

Рис. 4. Создание новой колодки

При необходимости, задаются также и визуальные свойства компонентов, такие как цвет, текстуру поверхности, коэффициенты отражения и другие характеристики. В процессе формирования швов их тип и величина припуска может задаваться индивидуально для каждого элемента.

3D-модель подошвы импортируется в Shoe Design из CAD-системы PowerSHAPE. При проектировании подошвы конструктор получает в свое распоряжение всю мощь поверхностного моделировщика PowerSHAPE, который широко используется в машиностроении для проектирования изделий и технологической оснастки любой степени сложности. Реализованная в продуктах Delcam запатентованная технология Total Modeling позволяет в одном проекте совместить возможности твердотельного, поверхностного и каркасного моделирования. Эта концепция моделирования позволяет без особых усилий создавать на поверхностях сложной формы различные дизайнерские рельефные элементы (например, протектор подошвы, различные трехмерные рисунки и логотипы), а также создавать текстурированные поверхности. Отметим, что технология Total Modeling нашла также широкое применение при проектировании тары и упаковки, игрушек, украшений, элементов интерьера и всех тех изделий, на поверхность которых нанесены сложные рельефные изображения.

Рис. 5. Пакет Grispin применяется для создания подошв разных типов

Рис. 6. Градирование модели колодки в модуле LastMaker

При моделировании геометрии подошвы сложной формы для спортивной обуви, дизайнер должен учитывать особенности технологии ее изготовления, в том числе и возможности фрезерного станка с ЧПУ, на котором будет обрабатываться оснастка для литья. Следует отметить, что непосредственно пакет Crispin не налагает никаких ограничений на дизайн обуви.

Результатом моделирования в Shoe Design является завершенная 3D-модель обувного изделия, полностью описывающая его геометрические характеристики. Все элементы, включая нитки швов и шнурки, отображаются трехмерными элементами, благодаря чему прямо в пакете Crispin может быть выполнена фотореалистическая визуализация будущего изделия. Фотореалистичная визуализация будет полезна для создания каталогов и маркетинговых материалов еще до создания натурных образцов. Полная подробная 3D-модель обуви также может быть экспортирована в формате STL, например, для изготовления подошвы на установке быстрого прототипирования. Физический прототип, выращенный за одну ночь на установке быстрого прототипирования позволяет принять обоснованное решение о целесообразности запуска изделия в производство или доработки дизайна. Бесплатный модуль для просмотра проектов 3DViewer позволяет проводить маркетинговый анализ и обсуждение новых моделей с потенциальными заказчиками используя интернет.

Рис. 7. Пример подошвы для спортивной обуви, спроектированной в Crispin



После утверждения 3D-дизайна обуви можно приступать к построению разверток верха обуви в модуле ShoeStyle с целью получения 2D-шаблонов. Как известно, многие производители делают развертки верха по собственным методикам. Пакет Crispin позволяет адаптировать собственный встроенный метод построения разверток на основе геометрии колодки к принятой на конкретном предприятии методике. Согласование расчетных методик производится путем задания в Crispin группы коэффициентов. После адаптации расчетной методики полученные в Crispin развертки будут точно соответствовать принятым на предприятии стандартам.

Развертка элементов модели верха выполняется в автоматическом режиме. Экспертное участие конструктора требуется при построении элементов, переходящих с внешней на внутреннюю сторону (обычно это «носок» и «пятка»). Проектировщику также требуется задать необходимые расположение швов и величину припуска, а также тип обработки кромок.

После создания разверток можно приступить к этапу градирования верха в модуле Engineer. В пакете Crispin 3D- модель колодки можно условно разделить на зоны, для каждой из которых задается собственный коэффициент масштабирования, причем на переходных участках система сама строит плавные сопряжения зон. На основе градированных 3D-моделей колодки система автоматически достроит 2D-развертки для производства обуви нужного размера. Особо отметим, что в процессе градирования можно задать неизменяемые элементы, например, декоративные вставки, эмблемы и т.п. В ряде случаев применение стандартизованных элементов позволяет значительно снизить себестоимость продукции.



Рис. 8. Процесс задания обработки мастер-модели подошвы на станке с ЧПУ с помощью PowerMILL

С помощью модуля PatternCut осуществляется раскладка элементов и оптимизация раскроя листового материала. В нем же готовятся управляющие программы для режущих столов. Модуль KnifeCut позволяет программировать проекционную резку на режущих системах типа Prospector-1 или Prospector-Lite.

Рис. 9. Оптимизация раскроя в модуле PatternCut



В модуле Stitch Tech, основанном на модуле Engineer, производится подготовка данных для автоматизированных швейных машин (поддерживается большинство типов оборудования). Для реализации сложного дизайна с множеством строчек и швов модуль Stitch Tech использует слои и фильтры.

Следующим шагом является выпуск в модуле TechPac технологической документации для изготовления обуви на любой фабрике в любой точке мира. В этом модуле можно строить технологические диаграммы и создавать операционные карты.

Как мы уже отмечали выше, для производства пресс- форм 3D-геометрия подошвы передается в CAM-систему PowerMILL, в которой выполняется подготовка управляющих программ для фрезерных станков с ЧПУ.

И, наконец, модуль ShoeCost позволяет произвести анализ себестоимости продукции и минимизировать затраты.

Таким образом, применение пакета Crispin по сравнению с традиционными методами проектирования обуви позволяет достичь целого ряда преимуществ, а именно:

? Сократить сроки разработки и запуска в серию новых моделей обуви, что позволит успевать за меняющимися тенденциями моды;

? Уменьшить сроки изготовления колодок и снизить затраты на их градирование и ручную модификацию;

? Повысить производительность труда дизайнеров и конструкторов;

? Использовать в изделии сложные конструктивные и дизайнерские элементы, делая тем самым продукцию более привлекательной для потребителя.

? Создать электронную библиотеку изделий и легко наследовать данные из других проектов;

? Повысить качество и снизить сроки изготовления сложной технологической оснастки для литья подошв.

Описанная выше технология проектирования и изготовления обуви может также применяться и при создании ортопедической обуви. В этом случае для 3D-сканирования стопы пациента используется лазерный сканер I-Ware USB (сканирование ноги занимает около 6 секунд), а полученные им данные передаются в модуль OrthoScan для обработки отсканированных данных и создания 3D-модели ноги пациента. Модуль Ortho Last позволяет подобрать по форме и размерам стопы и голени пациента наиболее подходящую из представленных в базе данных колодку и доработать ее с учетом имеющейся деформации стопы. Как правило, для минимизации стоимости ортопедической обуви, сшитой по индивидуальному заказу, используются готовые подошвы. Для дизайна верха ортопедической обуви используется модуль Ortho Design, аналогичный описанному выше модулю ShoeDesign.

Рис. 10. Фотореалистическая визуализация, выполненная в Crispin



Рис. 11. Бесконтактное сканирование ступни

Рис. 12. Подгонка колодки в модуле Ortho Last

В большинстве случаев, для коррекции дефектов стопы бывает достаточно изготовить по индивидуальному заказу ортопедические стельки. Для быстрого сканирования стопы пациента рекомендуется использовать специализированные оптические сканеры FotoScan и Plantar. Для моделирования и изготовления ортопедических стелек по индивидуальному заказу используется модуль Ortho Model.



Новые технологии в проектировании и дизайне

На примере САПР АССОЛЬ познакомимся с функциональным составом системы.

Рисунок 13 рисунок 14 рисунок 15

Система позволяет строить трехмерную модель изделия по реальным размерам, добавлять декоративные элементы, просматривать построенную модель под разными углами и в разных проекциях. Лекала смоделированного трехмерного изделия получаются автоматически - с использованием специальных команд автоматической развертки поверхностей на плоскость. В системе можно натягивать реальные материалы на построенную трехмерную модель, регулировать освещение, что позволяет оценить внешний вид изделия со всеми элементами декора еще на этапе проектирования.

Богатый инструментарий АССОЛЬ позволяет также строить лекала сразу на плоскости, снимая размеры с эскиза изделия. При этом система автоматизирует основные операции оформления лекал и создания технической документации.

Компьютер помогает решить одну из важнейших задач снижения себестоимости - задачу экономии сырья. Для этого предлагается программа раскладки лекал на рулонных материалах, обеспечивающая плотные раскладки с учетом технологических ограничений, а также программа расчета кусков для оптимального использования рулонов материалов при раскрое.

Для консерваторов, предпочитающих создавать лекала вручную, но желающих использовать преимущества которые дает автоматическая раскладка лекал, разработана специальная технология ввода лекал в компьютер. Готовые лекала фотографируются цифровым фотоаппаратом, затем в программе «Фотодигитайзер» автоматически устраняются искажения и определяются контуры лекал. Это позволяет быстро и с высокой точностью вводить в компьютер любые картонные или бумажные лекала.

САПР для обуви может включать средства для проектирования или ввода колодок в компьютер и средства автоматической развертки для получения условной средней копии. Но в настоящий момент обувные САПР в основном используются для выполнения градирования обуви и создания технической документации на модель. Применение САПР ускоряет этот процесс в сотни раз.

Рисунок 16

Системы компьютерного дизайна одновременно эффективный инструмент и дизайна и рекламы. Примером является программа «Ассоль - Дизайн» - предназначенная для реализации творческих решений дизайнеров кожгалантереи и обуви. Она особенно актуальна сегодня, при изобилии различных по фактуре и цветовому решению материалов и наличии спроса на единое колористическое решение модных аксессуаров и обуви.

Программа работает с фотографиями изделий и текстурами материалов, введенных в компьютер с помощью цифрового фотоаппарата или сканера. Имея только один образец изделия, дизайнер может просмотреть, как оно будет выглядеть в различных цветовых решениях, добавить декоративные членения деталей. С помощью уникального алгоритма выбранные текстуры материалов накладываются на изделия с полной иллюзией объема. Все операции выполняются за считанные секунды. «Ассоль-Дизайн» позволяет создавать и хранить библиотеки моделей и материалов, а также разработанные на их основе виртуальные коллекции. Можно использовать образцы материалов непосредственно с интернет-сайтов производителей.

Прекрасный инструмент для творческого дизайна - Ассоль-Дизайн» - может служить эффективным инструментом рекламы. Программа позволяет быстро подготовить рекламный проспект на этапе разработки модели, создать виртуальный каталог в интернете, оптимизировать работу с оптовыми клиентами при заключении сделок.

Работать с программой «Ассоль-Дизайн» может любой специалист после небольшого двухчасового инструктажа.

Delcam Shoe Solution -- от идеи дизайнера до серийного производства обуви

Обувная промышленность представляет собой яркий пример отрасли, где идет острая конкурентная борьба за покупателя. Постоянно растущие требования к дизайну обуви, к ее качеству при одновременной необходимости сокращения сроков разработки новых моделей и их запуска в серийное производство, а также удержания цен на конкурентоспособном уровне в буквальном смысле заставляют производителей внедрять новейшие технологии на всех этапах проектирования и изготовления обуви. Большинство из этих технологий основано на применении систем компьютерного моделирования и технологической подготовки производства как самой обуви, так и технологической оснастки для ее серийного выпуска.

Фирма Delcam plc является лидирующим поставщиком CAD/CAM-решений для обувной промышленности во всех странах мира. Программы семейства Power Solution позволяют решать задачи по проработке дизайна, декорированию и изготовлению всех типов обуви. Это подтверждает выбор, сделанный в пользу программных решений на базе Power Solution, такими ведущими производителями обуви и специализированными фирмами по изготовлению оснастки для обувной промышленности, как Nike (США), Clarks (Великобритания), Ecco (Дания), Eram (Франция), Feng Tay и Pou Chen (Тайвань), Azaleia (Бразилия), Apego и STM Meccanica (Италия) и др. Недавно компания Delcam была выбрана в качестве разработчика компьютерных программ для проекта EUROShoE.

EUROShoE -- это основная исследовательская организация, которая занимается разработкой и финансированием проектов, направленных на развитие и модернизацию обувной промышленности, ориентируясь на выпуск массовой унифицированной продукции. Проект поддерживают 34 организации из девяти европейских стран, включая компании, производящие обувь, и поставщиков оборудования, а также ряд исследовательских центров. В настоящее время обувная отрасль разделена между компаниями, выпускающими обувь для массового потребителя, и производителями дорогой обуви, специализирующимися на единичном изготовлении обуви на заказ. Целью EUROShoE является развитие методов изготовления, которые сделают возможным производство эксклюзивной обуви с ценой, доступной для массового потребителя. Решение этой задачи требует применения современных систем компьютерного моделирования, которые и будет разрабатывать Delcam в рамках своего специализированного решения для обувной промышленности PS-Shoemaker.

Фактическим стандартом PS-Shoemaker становится и в индийской обувной промышленности. Этому способствует то обстоятельство, что Индийский институт проектирования и разработки обуви FDDI выбрал программы семейства Power Solution (PowerSHAPE, PowerMILL и PS-Shoemaker) для обучения нового поколения дизайнеров и инженеров -- представителей обувной промышленности страны. В институте FDDI, расположенном неподалеку от Дели, проходят обучение около 75% специалистов обувных компаний Индии. Решение внедрить программные продукты Delcam последовало за признанием институтом FDDI значения технологий автоматизированного проектирования и производства в обувной промышленности и, как следствие, необходимости усовершенствовать обучение этим технологиям. Для участия в тендере были приглашены все ведущие компании, занимающиеся разработкой программного обеспечения в данной области; они подробно продемонстрировали свои возможности сотрудникам института и представителям индийских компаний -- производителей обуви.

Сотрудники FDDI прошли обучение программам PowerSHAPE, PowerMILL и PS-Shoemaker. В настоящее время в институте предлагается обучение разнообразным продуктам Delcam на очном отделении. Каждый год институт FDDI выпускает более 60 специалистов, и все они умеют использовать программы Delcam для моделирования подошв обуви, создания пресс-форм на базе смоделированных подошв и обработки пуансона и матрицы пресс-формы. В результате совместной работы института FDDI и компании Delcam индийские производители обуви теперь могут больше доверять качеству пресс-форм для обуви, изготавливаемых местными компаниями. В долгосрочные планы индийских обувщиков входит развитие возможностей экспорта обувных пресс-форм. Помимо выполнения образовательной функции институт FDDI оказывает консультационную поддержку местным компаниям. FDDI также использует программные продукты Delcam в этой области своей деятельности с целью дальнейшего распространения новейших технологий в обувной промышленности Индии.

Система PS-Shoemaker первоначально представляла собой написанное на Visual Basic приложение под систему трехмерного гибридного моделирования PowerSHAPE для автоматизации ряда стандартных операций, которые выполняются при моделировании подошв обуви и проектировании пресс-форм для них. Спрос на это приложение на обувном рынке Италии побудил разработчиков расширить его функциональность и дополнить приложениями под систему реверсивного инжиниринга CopyCAD (модуль градирования обувных колодок) и систему многокоординатной фрезерной обработки PowerMILL (модуль электронного фрезерования по копиру). Функциональность первых версий PS-Shoemaker описана в статье «PS-Shoemaker -- новинка в семействе Power Solution» Александра Рагулина (см. «CАПР и графика» № 10'2000).

Система постоянно развивается параллельно остальным программам семейства Power Solution. В ней используются все новые возможности базовых продуктов (PowerSHAPE, PowerMILL, CopyCAD). Разрабатываются также новые специализированные модули. Так, сначала был добавлен специализированный помощник для автоматизации моделирования каблуков и проектирования для них пресс-форм. А недавно появился еще один специализированный модуль для автоматического проектирования пуансонов литьевых форм для подошв и каблуков -- Punch Wizard. Этот модуль позволяет автоматизировать процесс создания пуансона по компьютерной модели подошвы. Пользователю достаточно выделить наружные контуры подошвы (и каблука, если необходимо) и линию разъема формы и запустить «помощника», который в диалоговом режиме поможет выполнить весь процесс проектирования пуансона. В новом модуле простота применения сочетается с чрезвычайной гибкостью. Например, для ранта -- поверхности между кромкой подошвы и верхом обуви -- можно задать как постоянную, так и переменную ширину, для подошвы и каблука можно использовать различные шаблоны при создании внутренней структуры, чтобы при обеспечении требуемой жесткости минимизировать массу изделия и расход материала. После завершения процесса моделирования пуансона готовая модель передается в CAM-систему PowerMILL для расчета управляющих программ для изготовления пуансона на станке с ЧПУ.

Постоянно развиваются встроенные в систему алгоритмы градирования.

Пользователь может выбирать различные варианты градирования, применяемые в Европе, США и Великобритании для мужской, женской, подростковой и детской обуви. Возможна самостоятельная настройка алгоритмов градирования в соответствии с потребностями индивидуальных заказчиков или принятыми у производителя стандартами. Кроме того, реализовано так называемое групповое градирование. При этом пользователь может выделить фрагменты, которые должны оставаться в процессе градирования неизменными, что актуально, например, для производителей спортивной обуви.

Поскольку, как уже упоминалось, система PS-Shoemaker построена на базовых продуктах семейства Power Solution (PowerSHAPE, PowerMILL, CopyCAD), в ней в полной мере реализованы все уникальные возможности запатентованной фирмой Delcam технологии Total Modelling. Эта технология позволяет использовать программы семейства Power Solution как полностью интегрированный пакет для создания компьютерных моделей и их декорирования, что дает дизайнеру возможность проще и быстрее разрабатывать новые оригинальные модели, обходя ограничения обычных CAD-систем. Технология Total Modelling объединяет методы поверхностного и твердотельного моделирования, которые имеются и в других CAD-системах, с такими подходами, как обратный инжиниринг, фасетное моделирование, моделирование рельефов. В результате дизайнер может легко переключаться с одного метода моделирования на другой, сразу же отслеживая влияние изменений в каждом элементе на дизайн изделия в целом. Область применения технологии Total Modelling при разработке новых моделей обуви чрезвычайно широка. Логотипы, текстуры и другие декоративные элементы можно легко встраивать в модель для создания фирменного стиля торговой марки. Кроме того, модифицировать сложные модели становится намного быстрее и проще, что позволяет прорабатывать большее число альтернативных вариантов при разработке новых моделей.

Данная технология помогает сократить цикл разработки новых продуктов при применении систем быстрого прототипирования. Во многих случаях получаемые на машине прототипы корректируются вручную для улучшения эстетических или функциональных характеристик. Отражение этих изменений в компьютерной модели чрезвычайно затруднительно. Многие компании используют сканирующее оборудование для оцифровки измененных участков, после чего следует весьма трудоемкая стадия обработки данных оцифровки и встраивания их в исходную компьютерную модель для получения новой модели в STL-формате для изготовления нового прототипа, чтобы затем, после обсуждения, внести в него новые изменения и повторить весь цикл еще раз.

При применении технологии Total Modelling данные оцифровки измененных участков прототипа одной командой преобразуются в фасетную модель, которая затем объединяется с поверхностной или твердотельной исходной моделью в системе PowerSHAPE без преобразования треугольной сетки в поверхности. По этим комбинированным данным генерируется новый, модифицированный STL-файл. Даже если в итоге, после внесения всех изменений, требуется поверхностная CAD-модель, построение поверхностей по треугольным сеткам придется выполнить всего один раз, а не на каждом этапе внесения изменений.

Аналогичный подход возможен и при выпуске различных вариантов существующих изделий, таких, например, как ортопедическая или спортивная обувь, где часто приходится вносить небольшие модификации в базовую модель для удовлетворения индивидуальных потребностей пациента или спортсмена. Как и в случае с прототипами, большинство таких модификаций вносится вручную, путем ряда итераций, пока не будет достигнут желаемый результат. Технология Total Modelling упрощает и ускоряет процесс разработки, а также позволяет получить продукт, в точности соответствующий требованиям заказчика.

Еще полнее реализовать творческий потенциал дизайнера и довести его идеи до серийного производства обуви дает возможность совместного использования системы моделирования FreeForm компании «СенсЭйбл Текнолоджиз» и программ семейства Power Solution.

Система моделирования FreeForm радикально изменяет подход к разработке новых продуктов -- начиная от зарождения идеи и заканчивая готовой деталью. Моделирование с помощью специального трехмерного манипулятора позволяет разрабатывать изделия, содержащие исключительно сложные поверхности произвольной формы, ничем не ограничивая дизайнера. Применение этой технологии дает возможность на всех промежуточных этапах заменить физические прототипы цифровыми моделями, что существенно ускоряет процесс разработки дизайна нового изделия.

«Работа в системе FreeForm просто захватывает, -- в восторге говорит студент-старшекурсник Королевского колледжа искусств (Лондон) Клинтон Пери. -- Она позволяет вам как бы трогать модели, созданные на экране. Вы можете прикоснуться к каждому выступу, каждой грани, можете изменять их, как при ручной лепке. Это идеальная цифровая база для творческих людей, которые находят другие CAD-технологии сухими и невдохновляющими».

Когда работа над дизайном изделия закончена, можно применить мощные средства систем семейства Power Solution для создания управляющих программ, чтобы изготовить образец для получения одобрения заказчика, либо для проектирования и изготовления оснастки, чтобы запустить изделие в массовое производство. На всех стадиях разработки можно использовать программу для контроля качества PowerINSPECT с целью проверки качества прототипов, оснастки и готовых образцов, чтобы убедиться в точном воплощении замысла дизайнера или конструктора.

Подводя итог, можно сказать, что PS-Shoemaker представляет собой CAD/CAM-систему для создания дизайна, моделирования и изготовления элементов (подошв, каблуков и др.) обуви и технологической оснастки для их серийного производства.

Программное обеспечение САПР: Romans Cad Software 3D Last- это специальный инструмент для работы с колодками (моделирование обуви)

Он используется для создания, модификации и моделирования обувной формы (моделирования обуви) 3D измерении.

Лазерная камера для дигитализации- это самый известный в мире, проверенный и точный способ получения формы в цифровом виде. С RCS 3D вы можете быстро и точно выполнить стандартное и индивидуальное моделирование, а также градацию.

Особенности и преимущества:

- автоматическое моделирование обувной формы

формы из точечного изображения;

- модификация обувной формы, путем изменения линейных значений, создание и модификация изогнутых поверхностей;

- модификация и автоматическое преобразование формы, путем нанесения модельных линий;

- модификация модельной линии, импорт линии подошвы;

- автоматическое создание 3-мерных параметрических лекал обуви;

- совместимость с системами отображения (точечно или документально) для экспериментальных колодок;

- автоматическая градация длины и ширины колодки через модуль градации;

- автоматическое создание модельного ряда с интерактивной двухсторонней связью 2D-3D.

ГИБКИЙ ИМПОРТ ДАННЫХ

Вы можете начать с :

· идеи

· чертежа

· бумажного эскиза

· данных координатно - измерительной машины

Ввод данных обеспечивается дигитайзером (графическим планшетом), сканером (координатно-измерительной машиной) или вручную (ручной измерительной установкой - 3D - дигитайзером).

ПОЛНОСТЬЮ АВТОМАТИЧЕСКИ

SOLFAST автоматически проверяет габаритные размеры подошвы и использует их для определения оси подошвы, выравнивая ее вдоль оси Х или У.

По профилю линии разъема автоматически создается 3-х мерная модель формообразующего блока, с позиционированием и центрированием профиля подошвы в блоке.

БЫСТРОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФОРМООБРАЗУЮЩИХ

Далее выполняется "наворачивание" подошвы и других элементов на формообразующий блок.

Специальные функции создания боковой и основной поверхностей, нанесения рельефа подошвы и другие обеспечивают быстрое создание 3-х мерной модели формообразующего блока (или прототипа подошвы).

Существует возможность "наворачивания" 3-х мерного рельефа на поверхности двойной кривизны.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПОЛУЧЕНИЕ РАЗМЕРНОГО РЯДА (ГРАДИРОВАНИЕ, РОСТОВКА)

Далее, одной командой, по 3-х мерной модели подошвы (или профилю) рассчитывается и масштабируется, согласно заданным параметрам, весь размерный ряд.

Таким образом, достаточно спроектировать один размер, что бы АВТОМАТИЧЕСКИ рассчитать весь размерный ряд.

ОБРАБОТКА НА СТАНКЕ С ЧПУ

На следующем этапе, используя CAM - модуль Cimatron , проектируем обработку формообразующего блока на один размер. Расчет обработки для всего размерного ряда осуществляется автоматически, без необходимости изменять переменные или перезадавать поверхности.

Специальное решение для литейных прессформ

FUSION позволяет автоматически создать крышку (пуансон) формообразующего блока, по ранее созданной матрице, изготовленной по традиционной технологии алюминиевого литья

Входные данные - характерные кривые полученные с помощью обмера матрицы (или переданные из модуля ShoeExpressDesign) и набор конструктивных параметров прессформы по информации заказчика.

Предусмотрены возможности создания нескольких крышек (пуансонов) для "многоцветного" литья, а также использование библиотеки геометрических шаблонов.

Созданные модели передаются в CAM модуль Cimatron, где АВТОМАТИЧЕСКИ создаются программы обработки.



Иллюстрации.



Инструмент для моделирования каблуков

· Создание 3-х мерной модели каблука по характерным кривым

· Динамическая модификация и управление кривыми и поверхностями

· Автоматический расчет размерного ряда с фиксированной зоной управления и индивидуальным контролем для каждого значения (размеры у основания и внизу каблука, углы, дистанция, и т.д.)

· Автоматическое создание литейной формы

· Библиотеки каблуков, с возможностью динамической модификации в новую модель проектирование подошв путем модификации ранее созданных моделей

Программное обеспечение САПР: Romans Cad Software 3D Sole - это программа для создания подошвы и каблука в 3-хмерном пространстве.

Интегрированное с другими приложениями CAD (тот же формат файлов, тот же интерфейс, те же инструменты) программа 3D Sole позволяет создать форму от технического рисунка подошвы или каблука.

3D Sole работает прямо с объемным изображением и измерениями подошвы и колодки и предлагает следующие возможности:

- механическая обработка или печать LOM;

- определение базовых линий, которые будут использоваться как основа для конструктивных линий подошвы или каблука (в трех проекциях);

- использование шаблонов из библиотеки 3-х мерных изображений;

- градация и координация с параметрами колодки из RCS 2D модуля;

- совместимость с цифровыми аппаратами или с LOM системой;

- двухсторонний интерфейс с традиционным 3-х мерным программным обеспечением (использование Nurbs математики);

- дизайн (в 3D);

- исправление модельных линий каблука и подошвы непосредственно на экране, или используя цифровую фотографию, или 3-хмерный ручной цифровой преобразователь (Digiscribe);

- реалистичные представления моделей с использованием сканированных изображений материалов и текстур.

Современное программное обеспечение САПР

Lectra предлагает 3 модуля этой программы:

RCS Sole (Romans CadSoftware Sole) - быстрая и лёгкая обработка данных полученых от сканирования оригинала или фотографий.

Использование дигитализации колодок с помощью системы Digilast.

Создание совершенно новых подошв и каблуков непосредственно в программе.

Моделирование и изменение уже созданных подошв и каблуков.

Применение различных фактур и цвета, есть библиотека данных в самой программе.

Образцы подошв можно получить после дигитализации и обработки из других систем формата DXF, ПО совместимо с такими форматами IGES, STL.

Модуль Romans CAD Software Grade позволяет автоматически делать градацию по размерам.

Градация выполняется по различным критериям, сохраняется для последующего применения на других обувных подошвах и колодках.

Модуль Romans CAD Software Scan позволяет выделять линии обувных подошв и каблуков, распознавать из сканированных рисунков и фотографий.

Модуль RCD Software Text позволяет применять реалистичные текстуры из библиотеки текстур. Помогает проводить реалистичную 3D презентацию одного и того же образца в различных текстурных вариациях.

Модуль RomansCAD Software STL - позволяет регенерировать данные из/в STL формат, связывает с другими программами RCS 3D Last & Grade в один беспрерывный цикл.



Выводы

В заключение надо отметить, что применение САПР и множество других програм проектирование по сравнению с традиционными методами проектирования обуви позволяет достичь целого ряда преимуществ, а именно:

- Сократить сроки разработки и запуска в серию новых моделей обуви, что позволит успевать за меняющимися тенденциями моды;

- Уменьшить сроки изготовления колодок и снизить затраты на их градирование и ручную модификацию;

- Повысить производительность труда дизайнеров и конструкторов;

- Использовать в изделии сложные конструктивные и дизайнерские элементы, делая тем самым продукцию более привлекательной для потребителя.

- Создать электронную библиотеку изделий и легко наследовать данные из других проектов;

- Повысить качество и снизить сроки изготовления сложной технологической оснастки для литья подошв.



Список использованной литературы

1. http://www.assol.org/menu/demo/stati/novye_tehnologii_v_proektirovanii_i_dizajne/

2. http://lectra.net.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=12:romans-cad-software-3d-last&catid=6:2009-05-22-12-01-41&Itemid=3

3. http://lectra.net.ua/soft-obuv/14-romans-cad-software-3d-sole.html#ancor7

4. http://lectra.net.ua/soft-obuv/13-scanline.html

5. http://lectra.net.ua/soft-obuv/11--digilast-3d-ccd-.html

6. http://www.sutd.ru/node/view/1536

7. http://www.delcam-irkutsk.ru/2010.08.18.htm

8. Журнал «Мир компьютерной автоматизации». 13.03.2005 г. Группа компаний АСКОН представляет на CeBIT 2005 г. версию 7.1 системы управления инженерными данными и жизненным циклом изделия ЛОЦМАН: PLM

9. http://www.delcam.spb.ru/news/10.07.08_Shoe_Seminar.htm

Размещено на Allbest.ru