發(fā)布時間：2018-03-18 17:00

  本文選題：三維打印機(DP)　切入點：切片算法　出處：《機械科學(xué)與技術(shù)》2015年02期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：給出用于三維打印機的分層切片算法。利用打印模型點云圖像不同方向的分形維數(shù)參數(shù)和切片層數(shù)來確定切片方向;通過建立點云在切平面映射的NURBS曲線來擬合模型輪廓線,然后產(chǎn)生打印機使用的指令G代碼。設(shè)計λ進制數(shù)來確定切片方向。λ進制數(shù)由兩個要素組成,其一是分形維數(shù)D,其二是切片層數(shù)N,D和N都是越小越好。確定了打印方向后,可進行切片處理,得到切平面。點云圖像的散亂點映射到切平面,這些點用帶一定偏移量的射線來劃分,射線與點云交點就是形成NURBS曲線的控制點。詳細給出控制點尋找以及建立NURBS曲線及曲面的過程。首先引入分形維數(shù)參數(shù)D作為重要參數(shù)來確定切片方向,使用λ進制體系優(yōu)化打印方向,提出高效的射線分割算法來分割點云,并使用NURBS曲線擬合來獲得精確的邊界輪廓。通過兩個模型驗證該算法誤差都在公差允許范圍內(nèi),優(yōu)化了打印方向,提高了打印速度。
[Abstract]:A layered slicing algorithm for 3D printer is presented. The fractal dimension parameters and slice layers in different directions of the point cloud image are used to determine the slicing direction. The model contour line is fitted by establishing the NURBS curve of point cloud mapping in the tangent plane. Then the instruction G code used by the printer is generated. The 位 -ary number is designed to determine the slicing direction. The 位 -ary number is composed of two elements, one is the fractal dimension D, the other is that the number of slice layers N, D and N is the smaller the better. The scattered points of the point cloud image are mapped to the tangent plane, and these points are divided by rays with a certain offset. The intersection point between ray and point cloud is the control point to form NURBS curve. The process of finding control point and establishing NURBS curve and surface is given in detail. Firstly, fractal dimension parameter D is introduced as an important parameter to determine slice direction. Using 位 system to optimize the printing direction, an efficient ray segmentation algorithm is proposed to segment the point cloud, and NURBS curve fitting is used to obtain the exact boundary contours. The two models verify that the error of the algorithm is within the tolerance range. The printing direction is optimized and the printing speed is improved.
【作者單位】： 南京師范大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(61273243) 江蘇省高技術(shù)研究項目(BG2006042) 江蘇省高校自然科學(xué)基金項目(09KJD46004)資助
【分類號】：TP334.8;TP391.7

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 萬程輝;程效軍;賈東峰;;基于快速成型技術(shù)的點云壓縮算法研究[J];測繪通報;2012年06期

2 劉佳;曾榮軍;胡桃;;光固化快速成型中誤差的理論分析[J];硅谷;2012年01期

3 王耀;李宏;郭洛方;;連鑄中間包鋼液中凝聚態(tài)氧化鋁夾雜物運動行為的數(shù)值模擬[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2014年04期

4 琚俏俏;程效軍;徐工;;基于橢圓擬合的隧道點云去噪方法[J];工程勘察;2014年09期

5 林意;薛思騏;郭婷婷;;一種參數(shù)曲線間Hausdorff距離的計算方法[J];圖學(xué)學(xué)報;2014年05期

6 韋建和;馬如宇;顧冬云;王金武;趙慶輝;;一種組合式個性化人工膝關(guān)節(jié)假體數(shù)字化設(shè)計方法[J];北京生物醫(yī)學(xué)工程;2014年05期

7 SONG Xin;LIU Ji-quan;FAN Shu-qian;;Slicing Strategy for Selective Laser Melting[J];Computer Aided Drafting,Design and Manufacturing;2014年03期

8 舒霞云;張鴻海;;多材料按需微滴噴射系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究[J];機械科學(xué)與技術(shù);2015年02期

9 章海波;張旭;張冉;張學(xué)昌;;G~1連續(xù)的截面數(shù)據(jù)高精度重構(gòu)方法研究[J];機械工程學(xué)報;2015年03期

10 丁仕燕;徐家文;;數(shù)控超聲磨削陶瓷型面自動編程系統(tǒng)研制[J];山東大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2006年05期

相關(guān)會議論文 前2條

1 林庚浩;馬天寶;寧建國;;一種自適應(yīng)分層算法的研究[A];第十二屆現(xiàn)代數(shù)學(xué)和力學(xué)會議論文集[C];2010年

2 王耀;李宏;郭洛方;;鋼液中Al_2O_3夾雜物顆粒布朗碰撞聚合的三維可視化數(shù)值模擬研究[A];第十七屆（2013年）全國冶金反應(yīng)工程學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 邱彥杰;反向工程中自動精確模型重建的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2011年

2 丁仕燕;數(shù)控展成超聲磨削陶瓷型面的基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

3 李浚圣;線性切換系統(tǒng)的最優(yōu)切換律[D];東北大學(xué);2005年

4 潘海鵬;快速成型制造中分層處理技術(shù)的研究[D];南昌大學(xué);2007年

5 張悅;混雜系統(tǒng)建模與控制方法研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2008年

6 史輝;基于腳型三維形貌的自動化鞋楦定制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2009年

7 周京博;非回轉(zhuǎn)對稱微結(jié)構(gòu)表面超精車削軌跡生成及形狀誤差評價[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

8 李緒武;基于三維掃描工程建模的面部整形點云數(shù)據(jù)處理方法研究[D];重慶大學(xué);2013年

9 鐘山;復(fù)雜曲面正向/逆向快速設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)與增材制造數(shù)據(jù)處理方法研究[D];華南理工大學(xué);2013年

10 劉威;點云模型的數(shù)控加工刀軌生成關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

【二級參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 李宏;溫娟;張炯明;王新華;佐佐木康;日野光兀;;應(yīng)用DLA模型模擬鋼中夾雜物集團凝聚[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2006年04期

2 張必強,邢淵,阮雪榆;面向網(wǎng)格簡化的STL拓撲信息快速重建算法[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2004年01期

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;Multi-degree reduction of NURBS curves based on their explicit matrix representation and polynomial approximation theory[J];Science in China(Series F:Information Sciences);2004年01期

2 袁鋒;;基于NURBS理論的高速插補技術(shù)[J];機械設(shè)計與制造;2005年12期

3 萬征;周朝暉;王守尊;;一種改進的三次NURBS曲線生成算法[J];艦船電子工程;2006年02期

4 祝雪峰;馬正東;胡平;;幾何精確非協(xié)調(diào)等幾何NURBS有限元[J];固體力學(xué)學(xué)報;2012年05期

5 周圣武;圓弧的三次NURBS表示及其應(yīng)用[J];計算機工程;1994年S1期

6 姬曉天,施寅;NURBS的概念與使用[J];計算機輔助設(shè)計與制造;1998年12期

7 周澤平,吳艷萍;NURBS曲線分割在造型設(shè)計中的應(yīng)用[J];昆明理工大學(xué)學(xué)報;2000年01期

8 石金龍,王興波;NURBS曲線端點性質(zhì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)[J];長沙大學(xué)學(xué)報;2003年04期

9 宮可想,周淑秋,常憲平;基于NURBS的軸變形的人體手部運動[J];計算機應(yīng)用;2004年S2期

10 李軍;四次NURBS表示對稱圓弧曲線的實用方法[J];南京師范大學(xué)學(xué)報(工程技術(shù)版);2005年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 喬學(xué)軍;劉蓉;;一種構(gòu)造光滑的閉NURBS曲線的算法及應(yīng)用[A];圖像圖形技術(shù)與應(yīng)用進展——第三屆圖像圖形技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

2 陳周鋒;武振鋒;;NURBS方法在汽車設(shè)計應(yīng)用中的改進[A];第九屆中國CAE工程分析技術(shù)年會專輯[C];2013年

3 余武志;胡鵬浩;趙前程;;螺桿轉(zhuǎn)子的NURBS建模[A];第十九屆測控、計量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會(MCMI'2009)論文集[C];2009年

4 Limei Wang;Rui Liu;;Research of Direct-drive XY Table Contouring Control Based on NURBS Interpolator[A];第25屆中國控制與決策會議論文集[C];2013年

5 王興波;吳正洪;鐘志華;;平面NURBS曲線拐點的分析與控制[A];第一屆全國幾何設(shè)計與計算學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

6 孫利君;張彩明;;一種對NURBS曲線進行形狀調(diào)整的新方法[A];第一屆全國幾何設(shè)計與計算學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

7 成敏;王國瑾;;NURBS曲面顯式降多階逼近[A];幾何設(shè)計與計算的新進展[C];2005年

8 喬志峰;王太勇;胡淼;;具有自適應(yīng)精度控制功能的五軸NURBS插補方法研究[A];機械動力學(xué)理論及其應(yīng)用[C];2011年

9 向長波;許建華;;基于NURBS曲線的不規(guī)則物體三維重建與測量[A];2009全國虛擬儀器大會論文集（一）[C];2009年

10 王楠;張玉;陳銘;梁昌洪;;NURBS曲面的UTD爬行波射線尋跡算法研究[A];2005'全國微波毫米波會議論文集（第三冊）[C];2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 臧婷;基于NURBS的非均質(zhì)實體建模方法研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2013年

2 陳紹平;NURBS曲線及其在船舶型線設(shè)計中的應(yīng)用研究[D];武漢理工大學(xué);2002年

3 玄冠濤;凸輪輪廓NURBS重構(gòu)與工作特性優(yōu)化研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

4 吳繼春;曲面數(shù)控加工編程軌跡的NURBS擬合及插補算法研究[D];華中科技大學(xué);2012年

5 于丕強;NURBS曲面重構(gòu)中的幾何連續(xù)性問題[D];大連理工大學(xué);2002年

6 冀世軍;反求工程的NURBS曲面拼接與擬合技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

7 孫海洋;NURBS曲線刀具路徑實時插補技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

8 徐樂;基于NURBS技術(shù)的電大復(fù)雜目標RCS預(yù)估技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2009年

9 袁浩波;基于NURBS建模的高階矩量法[D];西安電子科技大學(xué);2009年

10 葛榮雨;基于NURBS的空間分度凸輪廓面創(chuàng)成與品質(zhì)評價技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 于濤;基于系數(shù)矩陣的NURBS曲線細分及其應(yīng)用[D];河北師范大學(xué);2010年

2 張春政;反求NURBS曲線及其插補算法與速度控制研究[D];蘭州理工大學(xué);2010年

3 溫云龍;基于NURBS曲線的數(shù)控算法研究與設(shè)計[D];華南理工大學(xué);2011年

4 蔣婷婷;基于NURBS的心臟三維表示及參數(shù)定量計算方法[D];浙江工業(yè)大學(xué);2008年

5 林允朋;等幾何分析中的NURBS體造型及算法[D];電子科技大學(xué);2012年

6 彭小軍;曲線曲面的NURBS造型技術(shù)與數(shù)控仿真[D];長安大學(xué);2013年

7 柳曉燕;NURBS曲線面形狀修改[D];西北大學(xué);2006年

8 胡金燕;NURBS應(yīng)用問題的研究[D];大連理工大學(xué);2002年

9 康書杰;NURBS曲線實時插補技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

10 於祖慶;基于絕對坐標有理有限元及與NURBS曲線關(guān)系的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

，

本文編號：1630481