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向形心收缩的变距偏置填充算法

作　者: 熊文骏
导　师: 叶春生
学　校: 华中科技大学
专　业: 数字化材料成形
关键词: FDM 路径填充偏置算法等距线形心收缩凹多边形分解
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 49次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文主要研究的是FDM系统中的路径规划与扫描策略等相关问题。在论文中,提出了一种新的填充算法,对该算法的原理、效率、适用范围做了详细讨论。并在Visual C++平台下开发了演示该算法的仿真程序。填充(扫描)处理是快速成型工艺过程中很重要的一道处理工序,它在很大程度上决定了扫描加工的质量和效率的高低。在FDM快速成型技术中,零件是靠喷头逐层喷丝成型的,最基本的操作就是扫描零件的切片层。在由点到线、由线到面、由二维到三维的逐层累积过程中,喷头要做大量的扫描运动,因此合理的扫描路径对成型加工质量有非常重要的影响。本论文所提出的算法——“向形心收缩的变距偏置填充”算法为一种偏置算法,它较之传统的分区扫描有断丝次数少、加工零件的热力学性能好等特点。同时,由于采用了变距偏置填充,使的轮廓多边形的各边向形心收缩,它又避免了偏置算法中易出现的“环自交”情况。在扩大“向形心收缩的变距偏置填充”算法适用范围的研究中,本文还提出了一种针对凹多边形的快速凸分解算法。该算法能快速判断凹点,并将凹多边形分解为凸多边形。这种算法可以避免大量的求交运算,在时间及计算复杂度方面较传统算法有优势。另外,针对轮廓存在内环时的情况,本文给出了加工区域重定义算法。通过将加工区域划分为为若干个子区,对每个子区实施变距偏置填充算法。该算法成功的扩大了“向形心收缩的变距偏置填充”算法的适用范围。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
1 绪论  7-13
  1.1 FDM 快速成型概况  7-8
  1.2 FDM 工艺软件系统  8-10
  1.3 课题来源及意义  10-11
  1.4 国内外研究现状  11-12
  1.5 本课题研究的主要内容  12
  1.6 本章小结  12-13
2 FDM 工艺中几种填充算法的介绍与比较  13-24
  2.1 引言  13
  2.2 FDM 工艺中对扫描策略的总体要求  13-14
  2.3 FDM 工艺中几种扫描方式  14-18
  2.4 一种传统的直线扫描算法  18-23
  2.5 本章小节  23-24
3 向形心收缩的变距偏置填充算法  24-65
  3.1 引言  24-25
  3.2 等距偏置扫描算法  25-40
  3.3 向形心收缩的变距偏置填充算法  40-52
  3.4 任意多边形的快速凸分解算法  52-62
  3.5 轮廓含有内环时的处理  62-64
  3.6 本章小结  64-65
4 算法在实际加工中的应用情况分析  65-68
  4.1 引言  65
  4.2 实验设备及相关参数  65-66
  4.3 实验结果  66-67
  4.4 综合分析  67
  4.5 本章小结  67-68
5 结论与展望  68-70
  5.1 全文总结  68-69
  5.2 研究展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-73

向形心收缩的变距偏置填充算法

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