快速成型制造中分層處理技術(shù)的研究.pdf

1、摘要摘要快速成型制造技術(shù)是優(yōu)化產(chǎn)品設計、縮減產(chǎn)品成本的有力工具，它的出現(xiàn)是制造領(lǐng)域的一次重大技術(shù)創(chuàng)新和突破。盡管快速成型制造的工藝方法多種多樣，但獲取零件模型切平面的二維輪廓數(shù)據(jù)仍然是進行快速成型制造的第一步。因此分層處理技術(shù)始終是RP&M技術(shù)研究的一項主要內(nèi)容。為適應現(xiàn)代先進集成制造模式的發(fā)展要求，提出了以STEPNC作為統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口來構(gòu)建RP&M集成制造系統(tǒng)的方法，并指出實現(xiàn)這一RP&M集成制造系統(tǒng)的關(guān)鍵是實現(xiàn)基于STEPNC的幾何

2、模型分層處理技術(shù)。提出了生成可視化的STL三維實體模型的方法，通過設置相鄰三角形面片外法向量夾角的臨界值來選取適當?shù)墓岔旤c，并重新計算其法向量，實現(xiàn)了對STL模型的頂點數(shù)據(jù)冗余處理和向量光滑處理。采用VisualC為編程語言，以OpenGL為圖形開發(fā)工具，開發(fā)出一個針對STL數(shù)據(jù)模型的可視化系統(tǒng)，該系統(tǒng)為STL模型的分層處理提供了有力的支持。在對基于STL模型的切片處理技術(shù)進行了深入分析并吸收現(xiàn)有算法優(yōu)點的基礎上，提出了分組排序、對邊

3、求交的分層算法。該算法先根據(jù)三角面片中頂點在分層方向的最大和最小坐標值，對各面片進行排序并形成分層關(guān)系矩陣，然后對每層的三角面片采用對邊依次追蹤求交的方法生成切片輪廓數(shù)據(jù)。通過實際應用表明，該算法高效、穩(wěn)定、可靠。在對STEPNC幾何模型表達方法進行了系統(tǒng)分析和理解的基礎上，研究了EXPRESS到C一的映射方法，并將這一模塊作成動態(tài)連接庫，為系統(tǒng)的擴展創(chuàng)造了條件。為了保證數(shù)據(jù)采集的一致性和有效性，設計了一個AP203中性交換文件數(shù)據(jù)采集

4、模塊，實現(xiàn)了AP203中性文件的讀入和分析，進而正確獲得了幾何模型的特征數(shù)據(jù)?；赟TEPNC的幾何模型分層處理的核心問題是分層平面與從AP203中性文件中提取出來的模型各幾何元素的交線求取問題，本文對STEPNC幾何模型中的主要幾何元素設計了具有針對性的求交算法，這些求交算法使得幾何圖元所具有的特殊性質(zhì)得到充分利用，因而提高了算法的效率和穩(wěn)定性。對現(xiàn)有的掃描填充方法進行了深入分析，在綜合考慮各掃描填充方法優(yōu)缺點的基礎上，提出了輪廓偏置

5、和基于交點排序的分區(qū)掃描相結(jié)合的復合掃描填充算法。該掃描填充方法能夠充分發(fā)揮輪廓偏置填充精度高和分區(qū)掃描填充速AbstractABSTRACTRapidprototypingandmanufacturing(RP&M)playsanimportantroleinreducingthetimerequiredfornewproductdevelopmentandloweringdevelopmentcosts.Theemergenceof

6、RP&Misvitallyanimportanttechnicalinnovationinmanufacturing.AlthoughbuildingphysicalpartswithdiferenttechniqueshasbecomepopularintersectingaCADmodelwithaplaneinordertodeterminetwodimensionalcontoursonwhichmaterialistobede

7、positedisthefoundationforthevariousRP&Mprocesses.Thereforethestudyofslic噸methodshasbecomeanimportantsubjectofRP&Mtechniques.Tofulfiltherequirementsofmordenintegratedmanufacturingsystemanewmetho氏whichtakestheSTEPNCastheun

8、iformdataexchangeformatsisputforward.IthasbeenpointedoutthatthekeyproblemtoconstructintegratedsystemofRP&MistorealizetheslicingtechnologybasedonSTEPNC.AmethodofgeneratingrealisticimageviewforSTLmodelhasbeenproposed.Byset

9、ingacriticalangletoselectappropriatecommonpointandrecalculatethevectortheredundancyproblemofvertexcoordinateinSTLmodelissolvedandthemodellookssmoother.AstereodisplaysystemisdevelopedbycallingfunctionsfromQpenGLgraphiclib

10、rarythroughVC.ThedevelopedsystemisconducivetoslicingprocessofSTLmodel.OnthebasisofanalyzingtheslicingtechnologyandabsorbingthemeritofcurrentalgorithmsforslicingSTLmodelanewalgorithmhasbeenputforward.Inthestrategythegroup

11、ingmatrixwasestablished妙sortingforthetriangularfacetsaccordingtotheminimumandmaximumzaxisvalueofthetriangularfacets.Thenthecontoursegmentsweregenerated勿marchingfromedgetoedge.Applicationsaremadetoshowthattheapproachiseff

12、icientstableandreliable.BasedonasystematicanalysisandcomprehensionontheexpressionofSTEPNCgeometrymodelthemapbetweenEXPRESSandC什wasstudied.Themoduleofmaphasbeendevelopedasadynamiclinklibrarywhichfacilitatedtheexpansionofs