基于快速成型技术的数控热加工曲面模型系统研发

摘要

近年来建筑行业高速发展,与其相关的设计、制作也持续、快速向前迈进,整个建筑市场逐渐向多元化方向发展。其中模型对于建筑产品的设计、展示、销售有着重要作用。由于二维模型热切割技术不能全面展现三维曲面产品的外观,因此快速制造三维曲面模型,是建筑行业模型制作的迫切任务。
　　针对这一现状,本文以连续切割技术为基础,开发了基于快速成型技术的数控热切割曲面模型系统,对非对称曲面切割加工的的问题做了探讨,从而为实现三维曲面模型切割加工提供一定技术支持。在系统硬件方面,本文对数控热切割设备作了改进,增加了两个方向的旋转自由度,以满足该系统的加工需求。在软件方面,本文开发了基于STL的自动编程软件,在软件算法实现过程中,借鉴快速成型技术应用的 STL(标准模板库)文件,提出了分组矩阵切片算法,并对三角面片建立局部拓扑关系以提高分层切片效率;在截面轮廓求并时,针对现有点状态获取投影轮廓算法的复杂性,提出了用向量混合积获取投影轮廓的算法。
　　利用数控热切割曲面模型系统对 EPS坯料进行加工实验,结果表明该系统能高效、准确加工出所设计的EPS模型。

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1 绪论

1.1 选题背景与课题来源

1.2 研究现状与发展趋势

1.3 本课题研究的主要内容

1.4 本章小结

2 基于快速成型技术的数控热切割曲面模型系统

2.1 数控热切割曲面模型系统

2.2 基于STL文件的连续切割技术

2.3 本章小结

3 截面轮廓获取

3.1 STL模型切片算法

3.2 判断三角面片与切分平面的关系

3.3 截面轮廓的生成方向的判断

3.4 本章小结

4 投影轮廓获取

4.1截面轮廓位置的判断

4.2求取截面轮廓相交边的交点

4.3 获取投影轮廓

4.4本章小结

5 基于STL自动编程软件的开发过程

5.1 打开STL文件

5.2数据存储

5.3 数据处理

5.4 NC代码转换

5.5 应用实例

5.6 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间获奖情况

攻读硕士期间发表的文章