[发明专利]一种基于“回”型贴壁填充的连续路径规划方法

权利要求书

1.一种基于“回”型贴壁填充的连续路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将STL模型输入切片软件，得到模型的切片轮廓文件；所述切片轮廓为单连通轮廓；

步骤二：计算模型的包络盒AABB_3D，设定壁厚S、壁走线次数N、填充密度D；

步骤三：生成剪裁矩形系列F_rect；

步骤四：指定提升点LPT，生成裁剪线段C_seg；

步骤五：对每一层轮廓，分别获得外壁的连续打印路径以及内壁回型填充路径；

其中，所述外壁的连续打印路径的执行步骤如下：

(1)对该轮廓进行偏置运算，获得偏置路径Spaths，并统一轮廓方向；

(2)将偏置路径Spaths中的每个轮廓与裁剪线段C_seg求交，得到与交线的交点，并将与提升点LPT最近的交点作为轮廓的起始点Pstart，进行轮廓的数据点重新排序；

(3)遍历偏置路径Spaths，将第i个轮廓的终点与第i+1个轮廓的起点进行首尾的线段连接，获得外壁的连续打印路径；

所述内壁回型填充路径的执行步骤如下：

(1)将剪裁矩形系列F_rect与原始轮廓求交，得到多个裁剪轮廓；

(2)将所有的裁剪轮廓进行偏置，得到填充轮廓。

2.根据权利要求1所述的基于“回”型贴壁填充的连续路径规划方法，其特征在于，步骤二中，模型的包络盒为矩形包络盒，通过遍历切片文件或者数据中的点得到包络盒最小值点min3D(Xmin,Ymin,Zmin)，最大值点max3D(Xmax,Ymax,Zmax)，它们组成包络盒AABB_3D。

3.根据权利要求2所述的基于“回”型贴壁填充的连续路径规划方法，其特征在于，所述剪裁矩形系列F_rect通过如下方式生成：

(1)判断填充方向：若(Ymax-Ymin)(Xmax-Xmin),令Flength＝(Ymax-Ymin)，则填充方向定义为Y方向；反之，令Flength＝(Xmax-Xmin)，则填充方向定义为X方向；

(2)沿着填充方向，按照线段间隔Fdis＝Flength/D，将模型的包络盒AABB_3D在XOY平面的投影划分成多个矩形，形成填充矩形集Frect；

若填充方向为Y方向，则将组成填充矩形集Frect中的填充点按照(Xmin,Ymin)…(Xmin,Ymin+n×Fdis)…(Xmin,Ymin+D×Fdis)以及(Xmax,Ymin)…(Xmax,Ymin+n×Fdis)…(Xmax,Ymin+D×Fdis)的顺序存入填充点集合Fpts；

若填充方向为X方向，则将组成填充矩形集Frect中的填充点按照(Xmin,Ymin)…(Xmin+n×Fdis,Ymin)…(Xmin+D×Fdis,Ymin)以及(Xmin,Ymax)…(Xmin+n×Fdis,Ymax)…(Xmin+D×Fdis,Ymax)的顺序存入填充点集合Fpts；

所述填充点集合Fpts中有2D+2个点；

所述填充矩形集Frect中每个矩形的四个顶点的存储顺序为i,D+1+i,D+2+i,i+1。

4.根据权利要求1所述的基于“回”型贴壁填充的连续路径规划方法，其特征在于，步骤四中，所述裁剪线段C_seg的生成的步骤如下：

(1)将模型的包络盒AABB_3D在XOY平面投影，并从投影后的包络盒AABB_3D的轮廓上选取一点，作为提升点LPT，并为该包络盒AABB_3D的轮廓设定方向；所述提升点表示为LPT(lptX,lptY)，提升点的方向向量NPT(|nptX|,|nptY|)为轮廓在该点的方向；

(2)生成裁剪线段C_seg：如果NPT向量与X方向的夹角小于NPT向量与Y方向的夹角，那么裁剪线段C_seg的两个端点分别是(lptX,Ymin)，(lptX,Ymax),反之，则裁剪线段C_seg的两个端点分别是(Xmin,lptY),(Xmax,lptY)。