發(fā)布時(shí)間：2020-06-09 04:21

【摘要】：在面向三角網(wǎng)格模型的增材制造領(lǐng)域以及多軸減材加工領(lǐng)域的干涉檢測和處理過程中,存在由于三角網(wǎng)格模型的求交布爾運(yùn)算效率瓶頸問題,導(dǎo)致的干涉檢測困難以及干涉處理準(zhǔn)確性不高等現(xiàn)象。針對(duì)此類問題,本文通過對(duì)三角網(wǎng)格模型的特性、體素模型以及體素模型布爾運(yùn)算過程進(jìn)行研究,建立了一種多信息兩級(jí)體素模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并在該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了針對(duì)三角網(wǎng)格模型加工的干涉檢測和處理算法。本文所設(shè)計(jì)的多信息兩級(jí)體素模型是一種基于三角網(wǎng)格原始數(shù)據(jù)以及拓?fù)潢P(guān)系建立的兩級(jí)體素模型。在模型的底層,構(gòu)建了兩個(gè)屬性信息三維數(shù)組作為兩級(jí)體素空間的映射,并在數(shù)組的每個(gè)元素中存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)體素單元的屬性值。使用另一個(gè)表面信息三維數(shù)組,保存第二級(jí)體素空間中每個(gè)邊界體素記錄的種子三角網(wǎng)格ID。在模型的建立過程中,首先在第二級(jí)體素空間中記錄種子三角網(wǎng)格并識(shí)別出邊界體素,然后通過對(duì)邊界體素進(jìn)行行程編碼的方式逐平面地識(shí)別出平面中實(shí)體體素,最后建立起第一級(jí)體素模型完成該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立�；诙嘈畔杉�(jí)體素模型,本文分別設(shè)計(jì)了針對(duì)全局干涉和局部干涉的干涉檢測及處理算法。針對(duì)全局干涉問題,本文首先將全局干涉現(xiàn)象分為“相切式”和“貫穿式”兩種類型。然后設(shè)計(jì)了一種沿著刀軸線逐段離散的全局干涉檢測算法,從干涉的體素中索引出模型局部表面網(wǎng)格進(jìn)行精細(xì)判斷。對(duì)于“相切式”全局干涉的,本文設(shè)計(jì)了一種基于包圍盒的刀具姿態(tài)調(diào)整算法進(jìn)行處理。針對(duì)“貫穿式”全局干涉,則先利用刀位點(diǎn)處“調(diào)節(jié)半球”找出所有半球內(nèi)邊界體素,再基于這些邊界體素中的三角網(wǎng)格鄰域進(jìn)行刀具姿態(tài)調(diào)節(jié)。針對(duì)局部干涉現(xiàn)象,本文則采用“抬刀”的思路進(jìn)行過切現(xiàn)象的處理以實(shí)現(xiàn)局部干涉的去除。本文所述多信息兩級(jí)體素模型能夠同時(shí)提供空間任意一點(diǎn)處相對(duì)于原始模型表面的“相對(duì)位置信息”以及表面的“局部形貌信息”�；谠摂�(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的干涉檢測和處理算法則具備高效、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),能夠有效處理三角網(wǎng)格模型上任意位置處的全局干涉和局部干涉問題,并提供一個(gè)無干涉刀具姿態(tài)的可行方案集合。
【圖文】：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111213141501圖 2-9 體素單元平面圖Figure 2-9 flat diagram of voxels方向進(jìn)行行程編碼，規(guī)定行程的邊界體素區(qū)間，這是一段平素的 X 坐標(biāo)值作為這條邊的行界體素，代表了一條垂直于 作為它的行程編碼；層體素平面里的所有邊界體素中依次相鄰的兩段行程編碼之間，圖中第 4 行，就有四個(gè)行程的四段邊界區(qū)間。而這邊界區(qū)間[13, 13]之間的區(qū)域[10, 12]就是

體素空間中的模型是構(gòu)成的體素模型內(nèi)部依舊具一段實(shí)體體素構(gòu)成的區(qū)間，，必。如圖 2-11 中第 13 行的一段 行的實(shí)體區(qū)域[2, 5]相通。質(zhì)以及建立好的行程編碼，本層體素平面中 Y 值最低行向界區(qū)間相通的區(qū)間段；然后從一實(shí)體區(qū)間或邊界區(qū)間相通的12131415Y14行邊界區(qū)間[1, 6]
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2704154