STEP到VRML格式转化中实体三角剖分的快速算法

针对 STEP到 VRML 文件格式转换的需求 ,提出了一种改进的平面多连通域到单连通域的快速切分方法 ,并介绍一种适合 VRML 应用的任意二维平面域快速三角剖分算法 ,该算法生成的三角形较少     

离散数据直接映射STL数据文件

在研究反求工程的输出接口与快速成型输入接口标准与技术的基础上,提出了利用离散数据直接三角剖分,实现STL文件格式方法,并给出具体案例,成功的解决了RE／RP系统数据集成的问题。     

形状反求中三维三角网格优化的实用算法

针对物体形状反求设计中空间三角剖分结果的优化这个关键问题，并根据对三维三角网格在空间应具有良好形态的要求，提出用局部平坦度的方法直接对空间三角网格实施优化。给出局部平坦度的定义、算法和优化判别准则，并给出应用实例。     

由断层测量数据直接生成STL文件的方法

提出一种由断层测量数据直接生成 STL 文件的方法 ,其中两端层面的三角剖分符合 Delaunay优化准则 ,而任意两相邻中间层轮廓之间的三角面片连接采用“最小局部极角 "的原则。并给出了算法和算例。     

基于断层序列图象的三角域拓扑模型快速剖分算法研究

介绍了一种对三角域拓扑模型进行任意截面快速剖分的算法:在断层序列图象的三维重建过程中,划分并规整三角面片,然后以空间立方体序列的形式进行组织,得到具有清晰毗邻关系和索引结构的表面模型。在以任意角度截面剖分模型时,根据空间立方体的索引关系快速检索被切割到的三角面片,依次进行剖切处理,最终得到三维模型的任意剖面轮廓线。该算法在实际中得到应用,效果良好。     

复杂曲面加工工业机器人轨迹生成算法

提出了一种面向复杂曲面加工的工业机器人轨迹生成算法。该算法可用在工业机器人离线编程系统中;通过CAD/CAM技术完成复杂曲面的建模,并提取其STL文件格式数据;根据三角面片各点坐标在切片方向上投影的最大和最小值反求与此三角面片相交的切平面,并对三角面片分组,然后推导出三角面片边上相邻交点的增量公式,最后通过机器人编程得到复杂曲面的加工运动轨迹。仿真结果表明,该算法稳定可靠,而且可以生成任意复杂曲面的加工运动轨迹。     

点云模型的法矢和曲率的精确计算方法

离散点云模型的法矢计算是反求工程中非常重要的一个环节。这里采用了两步修正的方法来进行计算。首先,对离散点云进行三角剖分,按照角度计算权因子来初步估计法矢。然后,采用最小二乘进行二次曲面拟合进行修正。在最后给了两个计算例子。从例子可以看出此算法是有效的。     

基于三角网格模型的三维CAD模型的建立

三角网格模型是求取三维实体数据的一种有效方法,在快速成型技术应用中,基于三角网格模型形成的STL文件格式,是其形成CAD三维数字模型,进行数据处理的重要数字信息来源。     

存在约束条件的复杂曲面三角网格剖分方法

针对存在特征约束条件的复杂曲面三角剖分提出了一种新的算法，该算法首先将该类复杂曲面划分成平面参数域，产生较为均匀的参数域，进而对各子平面参数域进行平面参数域的三角剖分，然后将所得到的各子平面参数域映射为空间Beizier网格结点，形成粗网格三角剖分后进行各子曲面片间G^1连续的拼接运算，最后动用曲率标准和细分规则进行三角剖分质量的优化。该方法不但可以较好处理复杂曲面，而且能克服曲面网格产生裂缝。     

反求工程中点云数据的曲线拟合技术

针对反求工程中的激光随机扫描所产生的散乱点云数据,提出一种曲线拟合方法。该方法能有效地对点云数据进行三角剖分、精简、平滑去噪处理等操作,并能最终得到满足要求的拟合曲线。     

基于工业设计和先进制造技术的产品快速开发

提出一种将工业设计与逆向工程（RE）、CAX技术、快速成型和快速模具结合起来的集成开发模式。在该模式下,利用RE技术直接将工业设计获得的实物模型转换为数据模型。数据模型在CAD系统中进行处理,构造曲面模型或STL模型表面、再经过STL模型表面的偏置处理,利用RP和RT技术直接、快速的制作出样件或小批量成品,利用CAM系统还可以输出机械加工需要的数据代码。本文洋细介绍了该模式的组成部分、工作流程以及接口等关键技术,并以一个实例来说明该模式的正确性和高效性。     

Interface between CAD and Rapid Prototyping systems. Part 2: LMI — An improved interface

The STL (STereoLithography) file format, as developed by 3D Systems, has been widely used by most Rapid Prototyping (RP) systems and is supported by all major computer-aided design (CAD) systems. However, it is necessary to improve the STL format to meet the development needs of RP technologies. In Part 1, several existing and proposed formats have been discussed. This paper, Part 2, will present an improved interface between CAD and RP systems. The new interface is a file format that supports the STL format, removes redundant information in the STL format and adds topological information to balance storage and processing cost. In addition to supporting facet boundary models, the new interface supports precise models by using the edge-based boundary representation. This paper discusses the design considerations of the new interface and data structures for both facet models and precise models. Finally, a comparison of the new interface and the STL file format will be made.     

The development of a technique for 3D complex surface reconstruction from unorganized point cloud

In this paper, we propose a new neural network based on our two-level adaptive hierarchical clustering algorithm. The algorithm is to manage unorganized points, so that the triangular mesh models can be correctly obtained by applying the triangular mesh creation algorithm. We also develop adaptive self-flipping triangle edges to improve triangular mesh structure. Only one parameter, the maximal edge length of triangle, is needed in the neural network. The proposed two-level consists of the first level for clustering the cloud of points that has same order of the maximal edge length into a same cluster and the second level for generating triangular surface model or drape surfaces over the points of the same cluster. The normal vector for the generated triangular 3D surface model can be obtained from the second level. This helps to generate the STL file or stereolithography format. From the experimental results it can be shown that the proposed method is very effective for clustering unorganized point clouds for generating a triangular mesh of complex surfaces.     

自顶向下设计及快速成形技术应用

首先,以Pro/E软件为设计工具,采用自顶向下的现代产品设计理念,使用骨架法对鼠标模型进行数字化设计及装配,从而实现鼠标外观造型和结构的一体化设计;然后,将鼠标各个零部件的三维模型在Pro/E中软件保存为STL格式;最后,使用三维立体打印设备,采用熔融沉积制造工艺(FDM),对鼠标各个零部件的模型进行快速成形,自动、快速、直接和精确地将计算机中鼠标零部件的三维实体设计转化为实物模型。从实物模型中可对所研发的产品外观造型和结构进行改进和优化,提高产品设计和研发效率,缩短设计研发周期,从而节约设计和制造成本。     

散乱模型的四边形网格剖分方法

针对基于CAD几何信息的网格剖分方法无法避免繁琐模型修补,导致网格剖分效率低下的现状,提出一种基于散乱模型的全四边形网格剖分方法.使用散乱点或者STL格式文件作为网格剖分的输入模型,使用改进的基于散乱模型进行网格剖分的铺路算法,在很大程度上减少甚至避免了模型修补问题.提出以散乱模型作为背景网格,作为控制网格单元尺寸调整的依据:使用网格细分和网格粗化的手段实现网格疏密变化的光滑过渡;自动识别几何模型中的特征并在网格模型中保留.提出了一种高效的铺路面相交搜索方法,综合考虑影响相交处理的多种因素,有效地处理了铺路面相交问题.多个复杂的汽车覆盖件网格剖分的算例结果表明,运用所提出方法完成的网格模型质量很高,算法具有较强的工程实用性.     

Development of a Stereolithography File Interface with ArtCAM™

This paper presents the technique used for converting a 3D ArtCAM™ relief file into the stereolithography (STL) format. This 3D file is obtained from a 2D picture using a 3D CNC engraving software called ArtCAM™. The problem is to convert the 3D relief files into an STL format without compromising the accuracy and details of therelief. This paper discusses the size of the files which have been converted, and steps taken to reduce the file size by reducing the number of triangles or facets in the STL file. The discussion involves the verification of the converted model by comparing it with the original relief. The problems associated with the reduction of triangles when the file has been converted to STL format are also discussed.     

基于全景深度图像的复杂三维形体描述

复杂三维形体的多细节层次描述在产品概念设计、虚拟现实、网络协同交互等方面都有着广泛的应用前景。现有方法主要采用纯图形技术实现。本文通过全景深度图像描述复杂三维形体 ,通过建立在其上的初始三角形网格的自动细化 ,来实现复杂三维形体的多细节层次描述。本方法算法简单 ,自动化程度高 ,适合于一大类复杂三维形体的描述。     

由三角网格模型重构多层次几何信息方法研究

利用STL标准文件系统表达的三角网格模型同CAD模型中几何设计信息间的约束映射关系，提出将三角网格实体模型重构为B—rep、几何信息集、独立于应用领域的几何信息等多层次几何信息表达方法，使面向虚拟设计、虚拟装配领域的应用只需对几何抽象信息表达查询而无需查询最底层的三角网格信息。将提出的方法在摩托车曲面的虚拟变形设计中作为提供产品信息的基础层，初步解决了虚拟环境中产品设计的可行性问题。     

三维CAD/CAE一体化的参数化动态有限元建模

提出了一种基于CAD参数化技术与CAD／CAE一体化技术的参数化动态有限元建模方法，该方法解决了三维实体有限元建模中几何模型的描述与驱动、参数联动、模型自动更新等一系列问题，为先进的参数化有限元分析与优化设计提供了关键技术基础；阐述了三维参数化动态有限元建模方法中的若干关键技术，包括具有典型意义的基于AutoCAD／MDT二次开发环境ObjectARX的CAD／CAE集成方法、复杂三维组合曲面网格全自动生成算法、复杂三维实体的四面体网格全自动生成算法、面向对象的有限元模型描述方法，以及有限元模型的参数驱动方法等；建立了一个三维参数化形状优化设计应用原型系统。