【摘要】：輪船長時間出海航行時,其大型零件的工作環(huán)境較為惡劣,容易出現(xiàn)嚴重磨損和疲勞失效,導致其出現(xiàn)損壞的情況。若大型零部件沒有及時修復,將影響輪船的正常航行。因此研制一款增減材機床很有必要,可以對大型損傷零件進行現(xiàn)場修復,使輪船快速恢復工作能力。本課題來源于對大型損傷零件現(xiàn)場修復的預研項目,對增材成型過程中涉及的STL數(shù)據(jù)模型的分層、加工路徑的獲取及物體運動時的干涉校驗進行了研究,完成了以下幾方面的工作:首先,分析增材制造成型的原理,明確增材制造是數(shù)據(jù)模型分層離散和實體逐層堆積的過程。對增材制造的STL文件進行處理,讀取和存儲了點和面片信息;對“階梯效應”進行了分析,根據(jù)體積差來衡量其制造精度。提出一種P-H分層算法,該算法改進了數(shù)據(jù)模型分層方向單一的問題,可獲取到最優(yōu)的分層方向;按照分層方向對STL模型進行分層,利用三角形的毗鄰關系,獲取單個切片的邊界輪廓線;同時P-H分層算法針對分層厚度過大問題,引入相交線長度變化率和面積變化率,調整分層厚度來減小階梯效應。使用Matlab軟件將分層過程進行仿真顯示,并對比了不同分層算法的結果,驗證了P-H分層算法的正確性。其次,根據(jù)分層后所得的相交輪廓線,確定每一層切片的材料熔融涂覆區(qū)域,增材制造根據(jù)此區(qū)域確定其加工軌跡。針對輪廓線偏置填充中出現(xiàn)的偏置線錯位相交問題,提出可修正型輪廓線偏置算法,解決填充過程中容易出現(xiàn)的冗余加工現(xiàn)象。同時針對含有型腔孔的切片,使用往復掃描填充算法和分區(qū)域掃描填充算法,獲取增材加工路徑。并針對上述每一種加工路徑的獲取方式,使用Matlab軟件驗證其正確性。最后,針對增材裝置運動過程中和固定物體可能發(fā)生的干涉問題,采用包圍盒方法進行快速校驗;通過分析各種包圍盒的構造方式和檢測難易程度,提出使用S-O包圍盒的方式進行干涉校驗,根據(jù)距離的不同變換包圍盒類型,提高干涉校驗的檢測效率;同時使用Matlab軟件對包圍盒干涉校驗檢測算法進行了驗證,并顯示了物體運動時的檢測過程,達到快速校驗物體干涉的目的。
【圖文】：

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本文編號：2652055