分段注射-雕刻快速原型制造工藝數(shù)據(jù)前置處理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、目前典型的分層RP工藝由于原理性的缺陷使得原型的制造精度、強(qiáng)度、成形效率等都不盡如人意。分段注射/雕刻快速原型制造工藝(DIS)是一種離散/堆積成形方法與數(shù)控切削加工復(fù)合的新型RP工藝。該工藝同時(shí)具有離散/堆積成形的柔性和機(jī)械加工的高精度。為了促進(jìn)DIS工藝的深入研究，加快該工藝投入應(yīng)用的進(jìn)程，本文就基于STL模型的數(shù)據(jù)前置處理、異地RP制造中網(wǎng)絡(luò)協(xié)同機(jī)制的若干關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，完成的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： (1)

2、 DIS系統(tǒng)軟件的總體分析設(shè)計(jì)：在分析了DIS工藝及其設(shè)備的原理與特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)DIS系統(tǒng)軟件進(jìn)行了功能分析和總體設(shè)計(jì)，包括模塊化的體系結(jié)構(gòu)、高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)了建立STL模型拓?fù)湫畔⒌乃惴?、擴(kuò)展式面片搜索算法等新算法及其軟件實(shí)現(xiàn)； (2) 實(shí)體模型三維離散技術(shù)研究：提出了三軸加工中零件CAD模型三維離散的基本理論以及DIS工藝三維離散的基本原則；針對(duì)DIS工藝原理，提出了幾種不同的STL實(shí)體模型三維離散分解算法，其中包括基

3、于擴(kuò)展Z-Buffer的離散算法、基于有向極值輪廓線的離散算法、兩段分解算法、平面截分法等等，并詳細(xì)研究了各種算法的具體實(shí)現(xiàn)； (3) 三角面片模型細(xì)節(jié)特征處理研究：基于DIS工藝以及STL模型，對(duì)零件模型的特征進(jìn)行了分類(lèi)和定義；提出了DIS工藝中零件細(xì)節(jié)特征的描述和識(shí)別方法；然后對(duì)零件細(xì)節(jié)特征的可加工性進(jìn)行了分析，提出了驗(yàn)證細(xì)節(jié)特征可加工性的輪廓偏置驗(yàn)證算法；最后針對(duì)幾種具有代表性的細(xì)節(jié)特征，進(jìn)行工藝規(guī)劃優(yōu)化。 (4)

4、 三角面片模型等高線刀具軌跡的生成研究：目前對(duì)于STL模型的刀具軌跡主要為平行刀具軌跡的生成研究。針對(duì)DIS工藝的需要，提出了STL模型的等高線刀具軌跡兩次偏置生成算法。等高線刀具軌跡兩次偏置算法主要包括STL模型的等距偏置、各種條件下的過(guò)渡軌跡生成方法、切割偏置模型獲得中間軌跡、中間軌跡的二次偏置、刀具軌跡中干涉部分的消除等內(nèi)容。 (5) RP系統(tǒng)軟件異地協(xié)同實(shí)現(xiàn)研究：在對(duì)完整的協(xié)同過(guò)程及其信息傳輸進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了一種

5、復(fù)合式RP協(xié)同體系結(jié)構(gòu)，其中異地異步協(xié)同信息通過(guò)B/S結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳輸，而異地同步協(xié)同信息則通過(guò)嵌入網(wǎng)頁(yè)中的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)插件與專(zhuān)門(mén)的協(xié)同服務(wù)器進(jìn)行類(lèi)似C/S結(jié)構(gòu)的傳輸；研究了具有文檔/視圖界面的網(wǎng)絡(luò)插件的開(kāi)發(fā)、同步協(xié)同操作消息的實(shí)時(shí)可靠傳輸、同步協(xié)同過(guò)程的回放等。 本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在：1. 零件模型的三維離散實(shí)現(xiàn)了真正意義的變層厚、曲面離散；2. 在對(duì)零件幾何細(xì)節(jié)特征的分類(lèi)、識(shí)別和可加工性驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，提出了DIS工藝的特殊工藝規(guī)劃