凹多边形剖分算法在快速成形中的应用.pdf

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1、设计·研究《电加工与模具》2012年第5期凹多边形剖分算法在快速成形中的应用章琦，周惠群，王秀婷(西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，陕西西安710072)摘要：扫描路径生成算法是快速成形的核心问题之一，将凹多边形剖分算法应用到分区算法中，极大地减小了扫描路径生成算法的复杂程度。提出了一种改进的凹多边形凸分解全局剖分算法，简化了其基于正负法搜索判断可视点串的算法，并利用简化的权函数选择最佳剖分点，提高了运行效率，保证了分解后多边形的形态质量。关键词：快速成形；凹多边形；全局剖分；

2、正负法中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009—279X(2012)05—0041—03TheApplicationofConcavePolygonSubdivisionAlgorithmtoRapidPrototyping’ZhangQi，ZhouHuiqun，WangXiuting(NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Thescanningpathgenerationalgorithmis

3、oneofRP’Scoreproblems，andconcavepolygonsubdivisionalgorithmisappliedintothesub—regionalalgorithmtolargelydecreasethecom—plexityofscanningpathgenerationalgorithm．Anadvancedglobalsubdivisionalgorithmontheconvexdecompositionofconcavepolygonisproposed．Th

4、evisualpointstringalgorithmwhichisbasedonpos—itiveandnegativemethodissimplified．andanadvancedweightfunctionisusedtochoosethebestlinkpoint．Finally，theoperatingefficiencyisimpressed，andalsothepolygonshapequalityisguaranteedaftersubdivision．Keywords：rap

5、idprototyping(RP)；concavepolygon；globalsubdivision；positiveandnegativemethod快速成形技术是20世纪80年代后期兴起的一式可供选择。因此，深入研究如何根据分层信息规种将计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机数字划扫描路径是提高快速成形加工速度和质量的关控制、精密伺服驱动、激光和材料科学等先进技术集键，对提高我国快速制造技术的水平具有重要的意于一体的新型加工技术。该技术最重要的一个环节义。就是快速成形数据处理，其方法及精度直

6、接影响成对于凹多边形凸分解这个问题，已有不少学者形件的质量。快速成形数据处理软件一般包括模型对此进行了研究。文献[2]中提出使用编码的方法拓扑信息结构的建立、容错或纠错技术、分层技术、来进行剖分，可使剖分后得到凸多边形的数目较少，自动添加支撑技术、层片工艺规划(扫描路径)生成但该算法编码较复杂。文献[3]是对文献[2]的改等内容。其中，扫描路径的规划在整个快速成形加进，提出为每一组可视的顶点对建立一种权函数，使工过程中起着非常重要的作用，直接影响整个零件剖分得到的凸多边形较少，但该算法中权函数需

7、计算反三角函数，效率较低。文献[4]进一步对权函数的生成。它是对分层后的轮廓线内实体部分进行填进行改进，建立了不需要计算反三角函数的权函数，充，在这样一个封闭区域内扫描填充，显然有多种方提高了效率。文献[5]提出基于正负法搜索可视点收稿日期：2012—05—29串的算法，然后利用权函数选择最优的剖分点进行第一作者简介：章琦，男，1986年生，硕士研究生。剖分，保证了剖分多边形的形态质量。一41—《电加工与模具》2012年第5期设计·研究简单多边形剖分算法总体上分为两类：一类是第一步：从简单多边形

8、的第一个点开始，运用定每次剖分只针对一个凹点，仅考虑如何引剖分线来义二的判断法则搜索出多边形的所有凹点，建立凹消除当前凹点，这类算法称为局部剖分算法；另一类点集合W；若没有凹点，则输入的多边形为凸多边是从所有可视凹凸点对中选取当前最好的一条剖分形，算法结束。线(可视点对中可包含辅助点)，这类算法称为全局第二步：基于正负法原理依次搜索w中凹点剖分算法。一般来说，全局剖分比局部剖分得到的在区域A内的待定可视点串。凸多边形形态更好，且剖分数不会超过局部剖分。正负法划分区域的基本原理为：对于任意一本文在