一种用于弯管机三维管件文件的解析方法与流程

1.本发明涉及弯管机加工技术领域，尤其涉及一种用于弯管机三维管件文件的解析方法。


背景技术：

2.数控弯管机主要用于电力施工，公铁路建设，锅炉、桥梁、船舶、家俱，装潢等方面的管道铺设及修造，具有功能多、结构合理、操作简单、移动方便、安装快速等优点。本机器除了具备弯管功能外，还能将油缸作为液压千斤顶使用，相对于数控弯管设备而言具有价格便宜，使用方便的特点，在国内弯管机市场占据主导产品位置。数控弯管机，可对管材在冷态下进行一个弯曲半径(单层)或两个弯曲半径(双层)的缠绕式弯曲，广泛使用于汽车、空调等行业的各种管件和线材的弯曲。弯管机主要用于管子的塑性成型。
3.目前，市场上大部分弯管机不具备识别外部管件文件的解析功能，部分具备管件文件读取和解析功能的弯管机软件仅提供对软件内部自定义的管件绘制功能所生成的文件进行解析，无法解析其他绘图工具所生成的文件，具有局限性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种用于弯管机三维管件文件的解析方法，可对外部管件文件的读取，解析相应的管件数据，并转换为弯管机中的加工数据；本方法可解析用户在通用的建模平台中所创建的管件并生成相应的加工数据，管件可带特征，提高了管件文件解析功能的通用性，减小了对用户创建自定义管件时的限制，能解决传统弯管机无法解析其他绘图工具所生成文件的问题。
5.上述目的是通过以下技术方案来实现：
6.一种用于弯管机三维管件文件的解析方法，包括如下步骤：
7.步骤(1)通过opencascade软件读取三维管件文件，获取对应的图元信息，并存储于图元信息集合中；
8.步骤(2)通过opencascade软件的拓扑管理接口将步骤(1)中所述图元信息集合中的复合体离散为单个曲面，并存放于曲面集合中；所述复合体为一个完整的关键模型被读取后存储的形式；
9.步骤(3)遍历步骤(2)中得到的所述曲面集合，并对其中的每个曲面做解析，获取曲面的轮廓，将该轮廓离散为曲线合集；解析所述曲线合集中的曲线，识别、筛选出属于管件的主体部分的管件主体部分图元和不属于管件的主体部分的特征曲面；
10.步骤(4)根据步骤(3)中所述管件主体部分图元，识别出同一段管件中的图元，得单个管件信息；
11.步骤(5)对步骤(4)中识别出的单个管件分类、排序，生成完整管件主体；
12.步骤(6)根据步骤(5)中所述完成管件主体的数据计算生成该管件所对应的加工信息，所述加工信息包括轮模半径、折弯角度、送料长度；
13.步骤(7)对步骤(3)中所述特征曲面进行定位和解析，判定是否为合格管件。
14.进一步地，步骤(3)中所述解析所述曲线合集中的曲线，识别、筛选出属于管件的主体部分的管件主体部分图元和不属于管件的主体部分的特征曲面，具体为：在曲线上任取六个点，根据三个点可确定一个圆的原理，计算前三个点与后三个点所生成的圆，
15.若生成的圆相同，则该曲线为圆弧；
16.若曲线合集中的圆弧数量不小于2，则该曲面为管件的主体部分；
17.不符合条件的曲面会被暂时归为特征曲面。
18.进一步地，由于符合弯管规则的管件的任意截面应具有相同的半径，程序会对曲线所生成的圆弧做进一步检测，若有两个及以上的圆弧曲线所属的圆半径相同且位置不同，则将该曲面暂时归纳为管件主体的组成部分。
19.进一步地，所述步骤(4)具体为：对步骤(3)中所得管件曲面数据进行计算，区分该曲面所在的管件段为直管还是弯管，再进一步计算曲面所在的直管和弯管信息，包括管件段两个截面的位置和半径；根据计算出的所属管件信息对曲面进行分类，先查找半径相同且属于同一段管件的曲面，再在此基础上查找半径不同但位置相同的管件曲面，由此获取每段弯管或直管的完整信息。
20.进一步地，所述步骤(5)具体为：对解析所得的单个管件进行遍历、匹配，查找与当前管件有且仅由一个最大半径和位置相同的截面的管件，由此可得到加工一次生成的完整管件段。
21.进一步地，所述步骤(7)具体为：根据给特征曲面添加包围盒做相交检测，定位到该特征曲面所在的管件段，再检查该特征是否在管件的内部，若超出管件表面则会影响后续加工，判定为不合规的管件。
22.有益效果
23.本发明所提供的一种用于弯管机三维管件文件的解析方法，具有如下优点：
24.1.可识别的文件格式较易获得，市面上大部分cad软件均可生成igs或stp类型的文件，用户在选择作图软件时局限性较小；
25.2.该方案支持对单层或双层管件的解析；
26.3.该方案可识别具有特征的管件，提高了用户绘制管件时的自由度，可在管件上创建凹槽、空洞等特征；
27.4.该方案可识别由多段曲面拼接而成的管件。
附图说明
28.图1为本发明所述一种用于弯管机三维管件文件的解析方法的流程图；
29.图2为本发明所述一种用于弯管机三维管件文件的解析方法中实心管与空心管示意图；
30.图3为本发明所述一种用于弯管机三维管件文件的解析方法中表面带凹槽管件示意图；
31.图4为本发明所述一种用于弯管机三维管件文件的解析方法中表面带凸起管件示意图。
具体实施方式
32.下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.如图1所示，一种用于弯管机三维管件文件的解析方法，包括如下步骤：
34.步骤(1)通过opencascade软件读取三维管件文件，获取对应的图元信息，并存储于图元信息集合中；
35.步骤(2)通过opencascade软件的拓扑管理接口将步骤(1)中所述图元信息集合中的复合体离散为单个曲面，并存放于曲面集合中；所述复合体为一个完整的关键模型被读取后存储的形式；
36.步骤(3)遍历步骤(2)中得到的所述曲面集合，并对其中的每个曲面做解析，获取曲面的轮廓，将该轮廓离散为曲线合集；解析所述曲线合集中的曲线，识别、筛选出属于管件的主体部分的管件主体部分图元和不属于管件的主体部分的特征曲面；
37.步骤(4)根据步骤(3)中所述管件主体部分图元，识别出同一段管件中的图元，得单个管件信息；
38.步骤(5)对步骤(4)中识别出的单个管件分类、排序，生成完整管件主体；
39.步骤(6)根据步骤(5)中所述完成管件主体的数据计算生成该管件所对应的加工信息，所述加工信息包括轮模半径、折弯角度、送料长度等；
40.步骤(7)对步骤(3)中所述特征曲面进行定位和解析，判定是否为合格管件。
41.本实施例步骤(1)中使用几何库opencascade(opencascade软件)读取三维管件文件，可读取的文件格式为igs、iges、stp、step，该文件可以由用户在任意cad平台中绘制后创建。opencascade提供的接口将读取的文件中所有的图元信息存储在一个集合中。
42.本实施例步骤(2)中一个完整的关键模型读取后会以复合体的形式被存储。程序使用opencascade中的拓扑管理接口将该复合体离散为单个曲面并存放于集合中。
43.步骤(3)遍历离散所得的曲面集合并对其中的每个曲面做解析
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获取曲面的轮廓，将该轮廓离散为曲线合集。进一步解析离散所得的曲线，在曲线上任取六个点，根据三个点可确定一个圆的原理，计算前三个点与后三个点所生成的圆，
44.若生成的圆相同，则该曲线为圆弧；
45.若曲线合集中的圆弧数量不小于2，则该曲面为管件的主体部分；
46.由于符合弯管规则的管件的任意截面应具有相同的半径，程序会对曲线所生成的圆弧做进一步检测，若有两个及以上的圆弧曲线所属的圆半径相同且位置不同，则将该曲面暂时归纳为管件主体的组成部分；
47.不符合条件的曲面会被暂时归为特征曲面。
48.本实施例中所述步骤(4)具体为：将上一步骤中所得管件曲面数据进行计算，区分该曲面所在的管件段为直管还是弯管，再进一步计算曲面所在的直管和弯管信息，包括管件段两个截面的位置和半径。
49.查找同一段直管或弯管中的图元：如图2所示，一段直管或弯管可为实心或空心管件，空心管件可具有外径和内径，因此包含两个完整的曲面，每个完整的管件曲面可能由多个离散的曲面组成，不同的曲面所属的管件表面可能相同。该步骤根据计算出的所属管件
信息对曲面进行分类，先查找半径相同且属于同一段管件的曲面，再在此基础上查找半径不同但位置相同的管件曲面，由此获取每段弯管或直管的完整信息。
50.所述步骤(5)中符合规则的管件由弯管和直管交替连接而成，对解析所得的单个管件进行遍历、匹配，查找与当前管件有且仅由一个最大半径和位置相同的截面的管件，由此可得到加工一次生成的完整管件段。
51.进一步地，所述步骤(7)具体为：对前面几个步骤中所整理出的特征曲面进行定位和解析。根据给特征曲面添加包围盒做相交检测，定位到该特征曲面所在的管件段，再检查该特征是否在管件的内部，如凹槽、空洞等(如图3所示)，若超出管件表面，如凸起(如图4所示)则会影响后续加工，判定为不合规的管件。
52.以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。