机械零件快速成型的软件系统研究与开发

发布时间：2017-06-21 11:08

  本文关键词：机械零件快速成型的软件系统研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无法预计迅速变化的买方市场对产品的强大需求，导致传统的加工生产模式响应市场的能力显得比较迟缓和被动，而解决上述问题的主要方法就是缩短产品的开发周期、生产周期以及更新换代周期来快速响应市场和用户的需求。近年来，计算机技术的迅速发展和CAD/CAM技术的广泛运用，为快速成型技术的发展奠定了坚实的基础和提供了广阔的平台，使传统加工方式和生产工艺产生变革的快速成型技术，成为制造业发展的重要走向。 快速成形技术(Rapid Prototyping Manufacturing，RPM)是一种与传统的材料去除加工方法相反的技术，它开始于20世纪80年代后期，是基于离散/叠加原理采用逐层制造方式将材料堆积成型的工艺，该技术具有较高的集成性、高柔性和高速性，并且生产速度快、易用性高、成型过程无污染等特点，从而更加适合我国市场的需求。 快速成型系统由软件系统和硬件系统组成。其中，软件系统作为快速成型技术的核心得到了国内外学者的研究。快速成型软件系统主要包括模型的可视化、三维模型分层切片等功能。但是，目前快速成型软件系统中关键技术的研究仍不完善，例如，转换文件转化时会存在逼近误差，影响最后成型零件的精度，使得成型的机械零件存在尺寸误差；三维模型分层切片存在很多分层算法，，但无论是在分层精度方面还是在算法的适用性方面，始终没有一种比较完善的算法。经过分析研究国内外快速成型软件系统中的关键技术和相关算法，针对快速成型软件系统中存在的问题，确定了本课题的研究目标——机械零件快速成型的软件系统研究与开发。 本课题的快速成型软件系统是针对机械零件的快速成型研究和开发的，在系统开发的整个过程中，继续改进并完善快速成型软件系统中存在的不足。该系统主要实现了以下功能： （1）基于开源平台开发的软件，通过研究和开发快速成型软件系统实现了机械零件的三维模型逼真显示的功能； （2）在现有的分层算法基础上提出基于索引关系的分层切片算法，实现三维模型分层切片的功能，并通过实验验证了该功能； （3）快速成型制件存在尺寸误差，对于难以解决的原理误差，通过提出相应方法加以避免；对于影响成型精度的逼近误差，提出了在模型具有精度要求的部位，对分层后的二维切片轮廓进行最小二乘法拟合，实现模型的局部加密，提高机械零件的精度； （4）为了提高软件系统与硬件系统的性能，软件系统建立了包含用于快速成型设备所需数控加工数据的数据库，实现了数据的共享。
【关键词】：快速成型 分层切片 局部加密 成型精度
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP311.52;TH16
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 绪论12-18
• 1.1 课题研究背景12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.3 研究的目的和意义16
• 1.4 课题的研究内容16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 第二章 机械零件快速成型软件系统架构18-24
• 2.1 机械零件 RP 软件系统架构18-19
• 2.1.1 机械零件 RP 软件系统功能分析18-19
• 2.1.2 机械零件 RP 软件系统技术路线19
• 2.2 机械零件 RP 软件软件开发平台19-22
• 2.2.1 HeeksCAD 概述19-21
• 2.2.2 wxWidgets 概述21
• 2.2.3 开发语言概述21-22
• 2.2.4 Access 数据库概述22
• 2.3 本章小结22-24
• 第三章 机械零件三维模型可视化24-40
• 3.1 文件转换24-28
• 3.1.1 STL 文件概述25
• 3.1.2 STL 文件存储类型25-27
• 3.1.3 STL 文件规范27-28
• 3.2 模型文件读取28-31
• 3.3 去除冗余顶点31-33
• 3.4 建立三角形索引关系33-34
• 3.5 机械零件三维模型显示34-38
• 3.5.1 OpenGL 渲染过程34-36
• 3.5.2 三维模型动态显示36-38
• 3.6 实验结果38-39
• 3.7 本章小结39-40
• 第四章 机械零件模型分层切片40-50
• 4.1 三维模型快速切片算法40-42
• 4.1.1 分层切片过程40-41
• 4.1.2 分层切片原理41-42
• 4.2 交点求解运算42-45
• 4.2.1 交点求解规则42-43
• 4.2.2 交点求解原理43-45
• 4.3 交点排序45-46
• 4.4 实验结果46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 机械零件快速成型模型优化50-58
• 5.1 三维模型精度误差分析50-51
• 5.1.1 原理误差50
• 5.1.2 逼近误差50-51
• 5.2 误差解决方法51-52
• 5.3 局部轮廓加密52-56
• 5.3.1 局部加密概述52-53
• 5.3.2 局部加密可行性分析53-54
• 5.3.3 局部加密原理54-56
• 5.4 实验分析56-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第六章 机械零件快速成型数控加工文件58-64
• 6.1 快速成型数控加工文件58-61
• 6.1.1 分层轮廓扫描58-59
• 6.1.2 路径扫描算法59-61
• 6.2 数据库读写操作61-63
• 6.2.1 数据库内容61
• 6.2.2 数据库读写原理61
• 6.2.3 实验数据61-63
• 6.3 本章小结63-64
• 第七章 结论与展望64-66
• 7.1 结论64
• 7.2 展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 附录72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：468452