面向离散数据的等距与扫掠技术研究

发布时间：2017-08-09 20:12

  本文关键词：面向离散数据的等距与扫掠技术研究

  更多相关文章： 快速成型 离散数据 扫掠 等距 局部自交

【摘要】：等距与扫掠是CAD/CAM软件系统中常用的两种技术。等距在数控机床的刀轨路径计算,机器人运动轨迹规划等方面有着广泛的应用,扫掠技术则主要应用于实体建模、碰撞检测、数控加工仿真与验证等领域,广义上的扫掠还包含了拉伸和放样。等距与扫掠作为实体建模过程中快捷高效的建模方法,在面向三维打印的CAD建模软件中有着重要的作用。本文针对三维打印离散化建模的实际过程,对扫掠的离散化建模技术展开研究,并将等距中去自交的方法应用到扫掠自交的去除当中,主要的研究工作及成果如下:(1)针对三维打印模型的数据格式通常以离散数据表示的特点,研究了基于离散数据的扫掠建模技术,通过坐标变换和投影法构建扫掠点云,运用弦长参数化提高了点云生成质量;研究了扫掠的两种特殊情况拉伸与放样的离散建模方法,采用B样条曲线结合轮廓点匹配方法构建放样曲面。最后,通过与连续模型对比,分析了影响离散扫掠曲面精度的主要因素。(2)针对二维等距曲线与扫掠曲面所存在的一些共同点,研究了二维等距曲线的生成方法,以及自相交的检测与处理方法,提出了一种离散等距曲线的最外围轮廓提取算法以解决等距过程中可能出现的局部自交。针对提升扫掠离散建模精度的要求,将最外围轮廓提取算法应用到扫掠的局部自交处理当中,解决了基于二维草图的扫掠曲面所出现的局部自相交。(3)针对三维打印模型必须是封闭曲面的要求,研究了曲面开口处的封闭方法,以及扫掠曲面拐角精度的提升方法。在上述研究成果的基础上,以VC 2008为软件开发平台,完成了面向离散数据的拉伸、扫掠、放样软件模块的开发,并将这些模块应用到了三维打印CAD建模系统当中,取得了良好的效果。
【关键词】：快速成型 离散数据 扫掠 等距 局部自交
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.7
【目录】：

• 摘要4-5
• 英文摘要5-10
• 缩略词10-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 引言11-12
• 1.2 快速成型技术12-15
• 1.2.1 快速成型技术的应用现状12-13
• 1.2.2 快速成型设备的工艺13-14
• 1.2.3 快速成型的数据格式14-15
• 1.3 离散建模的研究现状15-18
• 1.3.1 等距技术的研究现状16-17
• 1.3.2 扫掠技术的研究现状17-18
• 1.4 本文选题背景及研究内容18-20
• 1.4.1 选题背景及意义18-19
• 1.4.2 课题研究内容19-20
• 第二章 基于精度控制的拉伸建模20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 累加弦长参数化20-22
• 2.3 基于精度控制的拉伸曲面建模22-23
• 2.4 曲面开口处闭合技术23-29
• 2.4.1 Delaunay三角网格的定义23-24
• 2.4.2 Delaunay三角网格的构建方法24-25
• 2.4.3 开口内部填充随机点25-29
• 2.4.4 开口处三角网格化29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 基于投影法的扫掠技术30-46
• 3.1 引言30
• 3.2 投影扫掠曲面建模30-37
• 3.2.1 局部活动标架30-32
• 3.2.2 投影扫掠法32-34
• 3.2.3 扫掠曲面网格化34-35
• 3.2.4 局部自交的简单判断35-37
• 3.3 基于轮廓匹配的放样曲面建模37-41
• 3.3.1 B样条曲线37-39
• 3.3.2 相邻轮廓对应点匹配39-41
• 3.4 离散扫掠建模精度对比实验41-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 外轮廓提取法与扫掠拐角细分46-59
• 4.1 引言46
• 4.2 多边形的等距方法46-49
• 4.2.1 Voronoi图等距法46-48
• 4.2.2 投影等距法48-49
• 4.3 直线段的求交方法49-51
• 4.3.1 直线段包围盒法50
• 4.3.2 扫描线法50-51
• 4.4 外轮廓线提取算法51-56
• 4.4.1 跨立法51-52
• 4.4.2 外轮廓线提取算法52-54
• 4.4.3 外轮廓线提取算法在扫掠局部自交处理中的应用54-56
• 4.5 扫掠曲面拐角精度控制56-58
• 4.6 本章小结58-59
• 第五章 总结与展望59-61
• 5.1 总结59
• 5.2 展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文66

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 顾耀林;李俊;赵争鸣;;基于扫掠球量的快速距离计算[J];工程图学学报;2007年06期

2 吴凡;刘苏;伍铁军;徐向阳;;基于机器视觉的虚拟雕刻刀具扫掠体建模研究[J];机械制造与自动化;2012年04期

3 王金敏,张恒毅,李乃华,姚遥;平面物体扫掠区域的算法研究[J];工程图学学报;2004年02期

4 唐春龙;Solid Edge中扫掠特征的应用技巧[J];机床电器;2002年05期

5 林彩梅;;基于AutoCAD扫掠与放样的建模方法与技巧[J];甘肃联合大学学报(自然科学版);2012年02期

6 杨建中;杜璇;黄科;王宝山;彭芳瑜;;面向速度各点异性的刀具运动扫掠体建模与仿真[J];中国机械工程;2011年21期

7 刘晓平;李丹;金灿;李书杰;;有限元领域中面向圆柱扫掠面特征的替换策略研究[J];图学学报;2012年05期

8 房芳;陈文亮;;基于多对多六面体扫掠算法的研究[J];中国制造业信息化;2006年19期

9 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 杨震;孟新;;探测载荷的空间覆盖范围求解方法研究[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 刘细维;基于优化模板的扫掠体六面体网格生成[D];浙江大学;2015年

2 徐白;面向离散数据的等距与扫掠技术研究[D];南京航空航天大学;2015年

3 崔奇;三维实体扫掠体的求解[D];天津大学;2005年

4 李巍;快速扫掠力轨基监测系统集成与实验研究[D];中南大学;2011年

5 柏友运;轨道支撑刚度对轮扫掠力监测信号影响规律的分析研究[D];中南大学;2010年

，

本文编号：647080