快速成型加工的自适应分层及冗余数据的优化处理研究
发布时间：2021-11-07 15:56
本文针对现有软件等厚度分层的不足，自主开发了一个针对STL文件的快速成型技术自适应分层切片处理的软件。该软件以STL文件为数据输入接口，三维图型通过本软件的处理，可以生成用于快速成型加工的扫描路径文件。这种中间处理方式即为目前流行的借助于第三方软件进行快速成型加工的模式。 本文软件在编写过程中提出了两个创新的算法：其一是提出自适应分层层厚算法；其二是直接将截面轮廓环与扫描线求交存储法。前者将面积变化率的控制与分层阶梯误差范围的控制相结合，是本文的一大创新。后者在处理截面轮廓环的问题上，放弃了对截面轮廓环进行排序存储的传统方法，而是另辟蹊径，采用了直接将截面轮廓环与扫描线求交存储的方式。这种算法省去了对截面轮廓环的排序过程中所用时间，提高了软件的运算效率，形成本算法的一个优势。 本文软件对STL文件的自适应分层结果与相关的理论计算结果，基本相吻合。已基本具备实用化快速成型第三方软件的基本功能。该软件的编写完成，在开发整套具有自主知识产权的快速成型加工系统中迈出关键一步，对提升快速成型加工技术软件水平具有重大的意义。
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第一章 绪论
1.1 快速原型制造技术
1.1.1 引言
1.1.2 RP制造技术与并行工程
1.1.3 快速成型工艺基本原理
1.1.4 快速成型制造技术的应用
1.1.5 快速成型技术的发展
1.1.5.1 国外RPM工艺装备的发展
1.1.5.2 国外RPM软件的发展
1.1.5.3 国外RPM成型材料的发展
1.1.5.4 中国RPM发展现状
1.2 课题的意义
1.3 课题主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 CAD软件的接口文件STL文件
2.1 引言
2.2 STL文件格式
2.2.1 STL文件格式的起源
2.2.2 STL文件格式
2.2.2.1 STL文件的ASCII格式结构
2.2.2.2 STL文件的二进制表示
2.3 STL文件的规则
2.4 STL文件常见错误类型
2.4.1 存在空洞
2.4.2 存在小缝
2.4.3 法线方向错误
2.4.4 重叠错误
2.4.5 顶点错误
2.4.6 悬面错误
2.5 本章小结
第三章 STL文件冗余数据处理及错误处理
3.1 引言
3.2 本课题采用该STL文件分解方式的原因
3.3 三个表结构的建立
3.3.1 点对象表结构
3.3.2 边对象表结构
3.3.3 面对象表结构
3.4 对三个对象表的错误处理
3.5 本章小结
第四章 自适应分层
4.1 引言
4.2 层厚的最大值和最小值
4.3 奇异点问题
4.4 搜索与平面相交的三角形
4.5 三角形与平面相交的处理
4.6 切片产生的阶梯误差
4.7 切片的自适应分层层厚计算
4.8 截面基环的处理
4.8.1 直线与截面基环相交定义
4.8.2 直线与单个截面基环交点个数为偶数的证明
4.8.3 直线与截面基环相交后各交点线段在截面基环内部的判断
4.8.4 本算法比二叉树算法节省的运行时间分析
4.9 机器加工路径的计算
4.9.1 机器加工路径的选择
4.9.2 扫描路径端点计算算法流程图
4.10 本章小结
第五章 软件处理误差分析
5.1 引言
5.2 体积误差分析
5.3 层面积误差分析
5.3.1 层面积的精确计算
5.3.2 扫描实际面积大小计算
5.4 本章小结
第六章 STL模型的三维真实感显示
6.1 引言
6.2 OpenGL技术
6.2.1 OpenGL概述
6.2.2 OPenGL程序设计的一般步骤
6.2.3 显示控制
6.2.4 STL模型的三维绘制
6.2.4.1 STL模型的三维实体显示
6.2.4.2 STL线框模型显示
6.2.4.3 单层扫描线段的三维显示
6.2.4.4 所有加工层的三维显示
6.3 本章小结
第七章 软件处理时间测试及结果分析
7.1 引言
7.2 软件运行时间测试
7.3 软件数据处理结果分析
7.4 本章小结
第八章 结论
参考文献
附录 1
致谢
研究成果及发表的学术论文
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
作者和导师简介
本文编号：3482135
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第一章 绪论
1.1 快速原型制造技术
1.1.1 引言
1.1.2 RP制造技术与并行工程
1.1.3 快速成型工艺基本原理
1.1.4 快速成型制造技术的应用
1.1.5 快速成型技术的发展
1.1.5.1 国外RPM工艺装备的发展
1.1.5.2 国外RPM软件的发展
1.1.5.3 国外RPM成型材料的发展
1.1.5.4 中国RPM发展现状
1.2 课题的意义
1.3 课题主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 CAD软件的接口文件STL文件
2.1 引言
2.2 STL文件格式
2.2.1 STL文件格式的起源
2.2.2 STL文件格式
2.2.2.1 STL文件的ASCII格式结构
2.2.2.2 STL文件的二进制表示
2.3 STL文件的规则
2.4 STL文件常见错误类型
2.4.1 存在空洞
2.4.2 存在小缝
2.4.3 法线方向错误
2.4.4 重叠错误
2.4.5 顶点错误
2.4.6 悬面错误
2.5 本章小结
第三章 STL文件冗余数据处理及错误处理
3.1 引言
3.2 本课题采用该STL文件分解方式的原因
3.3 三个表结构的建立
3.3.1 点对象表结构
3.3.2 边对象表结构
3.3.3 面对象表结构
3.4 对三个对象表的错误处理
3.5 本章小结
第四章 自适应分层
4.1 引言
4.2 层厚的最大值和最小值
4.3 奇异点问题
4.4 搜索与平面相交的三角形
4.5 三角形与平面相交的处理
4.6 切片产生的阶梯误差
4.7 切片的自适应分层层厚计算
4.8 截面基环的处理
4.8.1 直线与截面基环相交定义
4.8.2 直线与单个截面基环交点个数为偶数的证明
4.8.3 直线与截面基环相交后各交点线段在截面基环内部的判断
4.8.4 本算法比二叉树算法节省的运行时间分析
4.9 机器加工路径的计算
4.9.1 机器加工路径的选择
4.9.2 扫描路径端点计算算法流程图
4.10 本章小结
第五章 软件处理误差分析
5.1 引言
5.2 体积误差分析
5.3 层面积误差分析
5.3.1 层面积的精确计算
5.3.2 扫描实际面积大小计算
5.4 本章小结
第六章 STL模型的三维真实感显示
6.1 引言
6.2 OpenGL技术
6.2.1 OpenGL概述
6.2.2 OPenGL程序设计的一般步骤
6.2.3 显示控制
6.2.4 STL模型的三维绘制
6.2.4.1 STL模型的三维实体显示
6.2.4.2 STL线框模型显示
6.2.4.3 单层扫描线段的三维显示
6.2.4.4 所有加工层的三维显示
6.3 本章小结
第七章 软件处理时间测试及结果分析
7.1 引言
7.2 软件运行时间测试
7.3 软件数据处理结果分析
7.4 本章小结
第八章 结论
参考文献
附录 1
致谢
研究成果及发表的学术论文
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
作者和导师简介
本文编号：3482135
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3482135.html
