基于stl模型的曲面切割轨迹获得方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于STL模型的曲面切割轨迹获得方法。本方法的操作步骤如下：1)根据模型的最高点和最低点确定所有切割面坐标集合；2)定位切割面：用三角面片坐标根据散列函数去定位对应的切割面在坐标集合中的索引值,通过此索引值得到存在交点的切割面坐标；3）计算切割面与三角面片的交点得到截交线；4）对截交线进行排序得到切割轨迹；本方法在分层过程中每个三角面片只被访问一次，且不需对读入的三角面片建立复杂的拓扑结构。得到的曲面切割轨迹通过偏置后可用来生成数控环切加工的刀具路径。
【专利说明】基于STL模型的曲面切割轨迹获得方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种新的STL (三角面片模型表面表达格式)模型快速曲面切割轨迹获得方法，其适用于基于STL模型的环切数控加工路径的生成。
【背景技术】
[0002]由于CAD/CAM技术和逆向工程技术的发展，STL文件越来越多地直接应用于数控加工。其一般过程包括图1所示的五个阶段。本算法实现从STL模型得到初始曲面切割轨迹的过程，即如何快速对STL模型进行分层，并连接得到有序的分层数据。
[0003]常见的STL模型分层算法主要是遍历模型中三角面片集合来判断三角面片是否与切割面存在截交线。此方法遇到较大的STL模型时处理时间长且在STL模型存在错误的情况下容易造成分层时获得切割轨迹失败。
【发明内容】
[0004]发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种基于STL模型的曲面切割轨迹获得方法，该方法较为简便，操作时间较短，易获成功，得到的曲面切割轨迹通过偏置后可用来生成数控环切加工的刀具路径。为达到上述目的，本发明的构思是:以前方法都是搜索STL模型中的三角面片，寻找与切割面存在焦点的三角面片。本方法刚好相反，其先确定所有切割面坐标集合，然后用三角面片坐标去搜寻对应的切割面并计算截交线。为方便此搜寻过程，本算法将切割面坐标表达为一种类似散列表的数据结构。为方便讨论，我们以平行Z轴的平面对STL文件进行分层，其它轴的分层方法类似。并建立如下所示的命名约定:
(1)
【权利要求】
1.一种基于STL模型的曲面切割轨迹获得方法，其特征在于操作步骤如下: 1)根据模型的最高点和最低点确定所有切割面坐标集合； 2)定位切割面:用三角面片坐标根据散列函数去定位对应的切割面在坐标集合中的索引值，通过此索引值得到存在交点的切割面坐标； 3)计算切割面与三角面片的交点得到截交线； 4)对截交线进行排序得到切割轨迹；其适用的STL模型为CATIA，UG等CAD软件生成 的任何形状的满足STL标准格式的三角面片表面模型。
2.根据权利要求1所述的基于STL模型的曲面切割轨迹获得方法，其特征在于:所述步骤I)根据最高点和最低点确定所有切割面坐标集合是采用公式
3.根据权利要求1所述的基于STL模型的曲面切割轨迹获得方法，其特征在于:所述步骤2)定位切割面的过程中所述的散列函数公式为
4.根据权利要求1所述的基于STL模型的曲面切割轨迹获得方法，其特征在于:所述步骤3)计算切割面与三角面片的交点是采用公式
5.根据权利要求1所述的基于STL模型的曲面切割轨迹获得方法，其特征在于:所述步骤4)对截交线进行排序得到切割轨迹的实现方式是分别对每一层进行环的连接，并通过比较每一层线段之间是否具有相同的端点来进行，并去掉重复的端点；假设每一层中无序序列为SI，排序后的有序序列为S2，排序过程为，在SI中任意取线段L1:
【文档编号】G06F17/50GK103838907SQ201310416921
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】黄小虎, 姚远, 娄伟, 张林剑, 胡庆夕 申请人:上海大学