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《江苏大学》 2005年
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基于RE/RP直接集成的模型切片处理方法研究

胡汝霞  
【摘要】:反求工程(RE)和快速成型技术(RP)作为敏捷制造技术的重要分支,在产品概念设计与复杂设计中担任着重要角色。二者的结合可实现零件的快速复制,还可通过CAD重新建模并加以修改,或调整快速成形工艺参数,实现零件模型的变异复制。 随着市场竞争的不断加剧,时间因素占据着主导地位,反求工程和快速成型技术的直接集成越来越受到重视。本文旨在开发一套RE/RP直接集成系统,实现实物模型的快速复制与改良,加速产品的开发、制造过程。由于很多测量设备都能输出STL和空间点坐标数据两类文件格式,并且快速成型技术是一种分层制造技术,所以实现反求工程和快速成型技术直接集成的关键是获得层片数据文件。针对这个问题,本文重点研究了STL模型和点云模型的切片。 STL模型三角面片拓扑关系的提取是有效进行STL模型切片的前提,现有的提取拓扑关系的算法存在着拓扑关系复杂、计算量大等问题,本文提出了基于模型连续性的整体拓扑关系提取算法,能较好的提取拓扑关系并且减化了计算量。 点云模型切片相对于STL模型切片来说要复杂的多,涉及到很多数据处理问题,如点云数据的预处理、截面数据的精简、排序、光顺以及中间轮廓数据的插补等,本文分别针对这些问题进行了研究,提出了许多相关的数据处理的新算法,并对算法的可行性和实用性一一进行了验证。接着讨论了目前快速成型领域常用的均匀切片算法存在的不足,提出了STL模型和点云模型自适应切片的新算法,即基于正负误差的STL模型自适应切片算法以及基于距离图像的点云模型自适应切片算法,能够有效实现模型的自适应切片。 在理论研究的基础上,通过VC和openGL编程实现了上述一系列算法,开发了基于RE/RP直接集成的模型切片(包括自适应切片)系统,输出的数据格式为CLI。用ATOS扫描测量系统测量实物模型得到的STL模型和点云模型(ASC格式)在MEM—350快速成型机上做实验,验证了该软件系统的科学性和可行性,同时比较了两种切片方式所获得的零件的表面质量和形状精度。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP391.72

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