STL文件修补算法研究

:STL文件在计算机辅助设计领域中得到广泛的应用 ,如快速原型制造系统与CAD系统之间的数据交换接口。但是 ,STL文件本身及其创建过程均存在许多问题 ,如裂缝、孔洞、覆盖等。这些缺陷会给后续处理带来许多不便。针对这个问题 ,本文提出了一种 STL文件的修补算法。该算法首先建立三角片之间的拓扑关系 ,然后检查三角片模型是否存在上述缺陷 ,如果存在 ,则对其进行修补。该算法已在“超人CAD/CAM”系统中实现 ,算法稳定可靠 ,且对上述缺陷 ,基本能正确有效地进行检测与修补     

基于STL文件的实体分割算法研究

由于快速成型机加工尺寸的限制,难于制造尺寸较大的零件。针对这一问题本文提出一种基于STL文件格 式的实体分割算法,对STL文件分割过程中的关键问题进行了详细地论述,包括:截面轮廓的生成,截交三角面片的 处理和截面轮廓的三角化算法;通过对STL文件的分割处理,提高了快速成型系统对大尺寸零件的制造能力。     

一种基于边界缺陷的STL文件修补算法

STL文件广泛应用于快速成形以及其他领域，对大量STL文件进行分析，指出STL文件的缺陷集中发生在实体面与面的交界线处，有诸如缝隙，重叠，退化面片，拓扑结构错误等缺陷，现将边界错误作为一种类型统一考虑，针对他们的共性设计了相应的修补算法，指出修复本质在于面与面的缝合问题，提高了修复能力和效率，实践证明修补算法稳定可靠。     

一种基于边界缺陷的STL文件修补算法

STL文件广泛应用于快速成形以及其他领域。对大量STL文件进行分析 ,指出STL文件的缺陷集中发生在实体面与面的交界线处 ,有诸如缝隙、重叠、退化面片、拓扑结构错误等缺陷。现将边界错误作为一种类型统一考虑 ,针对他们的共性设计了相应的修补算法 ,指出修复本质在于面与面的缝合问题 ,提高了修复能力和效率。实践证明修补算法稳定可靠     

STL文件快速分层及填充算法研究

在研究STL文件的基础上,充分分析了分层时切面与三角面片可能存在的关系。提出的填充算法,在充分保证速度的同时,能够避免以往分层之后还需对轮廓按外轮廓逆时针、内轮廓顺时针排序的做法,可以高效地处理以往采用传统算法难以处理奇点的问题。     

STL文件缺陷分析及修补算法研究

STL(Stereolithography)文件是一种三维实体表述文件,广泛应用于快速成型以及其它领域。这里分析了STL文件的规范以及其缺陷特点,给出了不同类型缺陷的修补策略。特别是针对STL文件不含拓扑信息的特点,引进哈希表构造了一种用于表达STL拓扑信息的数据结构,提高了建立拓扑信息的速度以及识别和修补缺陷的效率。本文对最复杂形式的孔-连环孔进行了研究,彻底解决了孔隙的修补问题。实践证明该修补算法稳定可靠。     

织物图案自动识别激光切割路径优化研究

随着纺织品市场的繁荣和产品的多样化需求的增加,传统劳动密集型的纺织品徽标的切割工作已不能满足精度和外观的进一步要求.由于纺织物一般由经线和纬线织成,所以若用CCD摄像头捕捉的图案边界为曲线,按此曲线加工的结果使切割时产品边缘粗糙,同时由于电机的频繁换向,造成发热过大等问题.本文主要针对这些问题对图像降噪,对切割路径进行优化,使其边缘平滑,同时延长系统的连续工作时间,解决系统应用瓶颈问题.     

基于STL数据的快速原型分割制作算法研究

针对快速原型尺寸超过成型机成型空间尺寸这一实际制造问题，提出了一种大型快速原型分割制作方法。根据STL文件的特点，建立了一个有效的截面三角剖分算法。分析了分割后各部分子零件中三角面片的特点，提出并实现了子零件STL文件生成算法。扩大了快速原型的应用范围，提高了制造效率。     

义齿加工模型STL文件的数据读取技术研究

STL文件是一种在快速成型加工中经常使用的文件格式。采用Oracle数据库技术读取STL文件中的数据,并对STL中的数据点进行了有效的冗余去除,减小了数据存储量,便于对有用的数据进行加工后处理,提高了处理效率。同时,Oracle技术的使用增强了编程的灵活性和效率。     

基于STL文件的斜切削切片软件开发

分析了三角形面片与切平面的位置关系,提出了一种新的截面信息计算方法和特征参数提取方法,对比传统的LOM算法,该算法尤其适用于以金属板材为造型材料的LOM制造,并在此算法上开发了斜切削软件。     

基于STL模型支撑生成算法的研究

针对快速成型制造中须对零件加支撑的需求,提出一种新的支撑生成方法。它首先提取零件待支撑区域的关键特征(如悬吊点、下棱线、待支撑下表面的轮廓线等),同时指出各种支撑的基本构件实质就是单边对应的多边形支撑面,并采用了局部斜板支撑的方案实现其生成算法,在此基础上生成零件的特征支撑;然后采用对生成的特征支撑STL模型分层后分区扫描填充加强支撑线来实现对待支撑下表面内部区域的有效支撑。应用表明：该方法实现了对成型零件关键特征的准确支撑和对待支撑面域的有效支撑,生成支撑效果良好。     

STL格式文件的拓扑重建方法研究

STL格式文件用三角网格面来描述实体模型,实际应用如逆向工程中需要建立三角形、边和顶点的邻接拓扑关系,其中查找并去除重复顶点是建立拓扑结构的关键。本文首先给出了一套拓扑重建实现方案,可有效地提高重建效率。然后着重讨论了拓扑关系构建过程中查找去除重复顶点的3种方法:改进的直接法、平衡二叉树法和哈希表法。最后通过实测数据,对这3种方法的性能进行了分析和比较。     

基于STL文件的变密度三维全六面体网格自动生成方法

针对STL文件在传递复杂几何实体模型信息方面具有精度较高的特点，提出了一种基于STL文件变密度三维全六面体网格自动生成方法，给出了STL文件的数据格式及其内容约定，详细阐述了基于STL文件空间CAE模型表面特征自动识别、拓扑关系的生成和变密度栅格法加密信息场的建立等关键技术。实现了在实体模型表面曲率较大和厚度较小的局部区域进行协调加密，可以获得与实体模型边界吻合良好的全六面体协调网格，适合于工程问题的有限元分析计算。若干复杂实体模型算例表明，该算法实用性强，效果良好。     

Fast parallel algorithm for slicing STL based on pipeline

In Additive Manufacturing field, the current researches of data processing mainly focus on a slicing process of large STL files or complicated CAD models. To improve the efficiency and reduce the slicing time, a parallel algorithm has great advantages. However, traditional algorithms can’t make full use of multi-core CPU hardware resources. In the paper, a fast parallel algorithm is presented to speed up data processing. A pipeline mode is adopted to design the parallel algorithm. And the complexity of the pipeline algorithm is analyzed theoretically. To evaluate the performance of the new algorithm, effects of threads number and layers number are investigated by a serial of experiments. The experimental results show that the threads number and layers number are two remarkable factors to the speedup ratio. The tendency of speedup versus threads number reveals a positive relationship which greatly agrees with the Amdahl’s law, and the tendency of speedup versus layers number also keeps a positive relationship agreeing with Gustafson’s law. The new algorithm uses topological information to compute contours with a parallel method of speedup. Another parallel algorithm based on data parallel is used in experiments to show that pipeline parallel mode is more efficient. A case study at last shows a suspending performance of the new parallel algorithm. Compared with the serial slicing algorithm, the new pipeline parallel algorithm can make full use of the multi-core CPU hardware, accelerate the slicing process, and compared with the data parallel slicing algorithm, the new slicing algorithm in this paper adopts a pipeline parallel model, and a much higher speedup ratio and efficiency is achieved.     

大功率激光切割机切割工艺参数分析

初步探讨了影响激光切割碳素结构钢板切割质量的因素,在其他参数不变的情况下,最小打孔功率和最小无"挂渣"切割功率随着板材厚度的增加而增大;切缝断面粗糙度随着切割气体压力和切割速度先减小后增大。     

基于遗传算法的人工神经网络方法在激光切割工艺参数选取中的应用

针对激光切割过程中的主要参数，切割速度，版材厚度，辅助气压的大小以及激光器功率的选择，建立了一个基于遗传算法的人工神经网络结构。实验结果表明，该方法将遗传算法和神经网络的优点结合起来，克服了神经网络中容易陷于局部最优和遗传算法中收敛速度较慢的问题。从而解决了激光切割过程中选参难的问题。     

复合快速成形中基于STL模型的分层研究

研究了面向分层实体制造与数控铣削复合成形的基于STL模型的三维层生成算法。利用凹边在上下两个方向上的可见性确定分层位置,通过切割平面与各三角面片求交实现STL模型的分割,并把分割面三角网格化生成封闭的三维层。分层的结果可满足复合快速成形工艺要求。     

基于散列的STL拓扑信息重建方法

STL 文件拓扑信息的重建 ,是 STL 文件正确性检验和修复等工作的前提 ,是在产品反求的基础上进行产品再设计的基础。针对现有方法计算复杂 ,计算量大等问题 ,本文首次将半边结构用于 STL 拓扑信息重建过程 ,提出了一种基于散列的 STL 拓扑信息重建新方法 ,该方法可以快速有效地实现 STL 拓扑信息重建