CAD模型修复技术研究

【摘要】： 在实际工程应用中,CAD系统间数据交换频繁。由于不同系统(尤其是异构系统)之间的内部描述方法及表达精度不同,CAD模型在不同文件格式之间转换时,可能会产生诸如悬面、悬边、曲面裂缝等缺陷。因此,在产品的设计阶段,利用CAD模型修复技术来确保产品模型的完整性对于提高产品的设计质量有着显著的意义。本文针对当前CAD模型转换中存在的问题展开对CAD模型修复技术的研究。 CAD模型缺陷的表现形式多样,通常有悬面、悬边、孤立点、曲面裂缝、曲面重叠、曲面孔洞等缺陷。本文根据CAD模型中拓扑表达和几何表达的特点,对CAD模型的缺陷形成机理进行研究,指出CAD模型产生拓扑缺陷和几何缺陷的根源,提出基于正则性准则的拓扑缺陷检测方法,以及基于曲线曲面逼近误差判定准则的几何缺陷检测方法。 曲面间裂缝是CAD模型中主要缺陷之一,其修复技术是本文研究的重点。考虑到CAD系统中NURBS表达的普遍性,本文以NURBS曲面间裂缝修复为主要研究对象,对于较大裂缝缺陷,提出基于插值方法生成过渡曲面修复裂缝的算法思想,该算法主要通过型值点插值反算构造B样条曲面;针对较小裂缝缺陷,提出基于B样条曲面延伸的修复方法,该算法将NURBS曲线曲面延伸转换为B样条曲线曲面延伸问题,降低计算复杂度。 根据上述理论和方法,以ACIS几何引擎平台为基础,对CAD模型中主要缺陷进行分析,利用面向对象编程语言VC++开发实现了相关CAD模型的缺陷检测算法和修复算法,并通过部分实例验证本文算法的有效性。