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《华侨大学》 2004年
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分段沉积/雕铣快速成形三维实体分段算法与刀具轨迹规划研究

黄常标  
【摘要】:分段沉积/雕铣快速成形工艺是一种基于三维分段的堆积成形与去除成形相结合的复合成形方法,同时具有堆积成形的柔性和传统加工的高精度,但目前国内还没有其他机构进行该工艺相关技术的研究。本文率先针对分段沉积/雕铣快速成形工艺的特点在软件支持方面展开研究,主要包括将工件模型分解为若干段无干涉的三维可加工区域及由三维可加工区域生成刀具轨迹的有关技术。 首先本文对分段沉积/雕铣成形工艺的软件系统进行了总体分析与设计,针对该软件要实现的两种主要功能设计了合理的数据结构,对软件实现的一些基础性问题进行了研究。在建立基本拓扑信息的基础上设计了建立相邻面的拓扑信息、边表及其相关拓扑信息的一种快速高效的算法;同时由于软件交互的需要,基于STL模型的特点设计了一种能准确有效地从大量不同的三维空间对象中选取模型、面片、边和顶点的算法。 其次根据分段沉积/雕铣快速成形工艺的原理,研究了基于STL模型的三维可加工区域的分段技术。首先确定了分段的原则和策略,然后具体设计了三种分段的方法,并详细讨论了各种方法的实现算法。 最后本文对从STL模型生成刀具轨迹的有关问题进行了详细的研究。对生成刀具轨迹时STL模型的切割,切割后获得的轮廓线的偏置及干涉处理,由偏置轮廓线生成平行刀具轨迹等问题进行了详细的研究,提出了改进的或创新性的、高效的算法。
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