[发明专利]数控加工几何仿真中基于STL模型的交线环求取方法

摘要

本发明涉及一种数控加工几何仿真中基于STL模型的交线环求取算法，其步骤为：建立工件和刀具扫掠体的最小包围盒，滤除不相交的三角面片，运用空间解析法快速求出此求交范围内一组相交的三角面片对；利用向量的点乘和叉乘特点，建立矢量判别模型，判断三角面片是否相交，得到相交三角面片对；求解相交三角面片对的交线，利用相邻交线段共端点的特点，结合相交三角面片对法向量与交线的关系，依次求出余下交线，得到交线环。本发明能有效克服现有算法中运算效率低、误差大、考虑不全面等问题，可以有效的提高运算效率及精确度。

主权项

1.一种数控加工几何仿真中基于STL模型的交线环求取方法，其特征在于包括以下步骤：1)建立被加工工件和刀具扫掠体的最小包围盒，滤除不相交的三角面片，运用空间解析法快速求出此求交范围内一组相交的三角面片对；2)利用向量的点乘和叉乘特点，建立矢量判别模型，判断三角面片是否相交，得到相交三角面片对；三角面片对是否相交的精确判断方法如下：2.1)提取拟进行相交判断的两个三角面片T₁和T₂，设三角面片T₁的3个顶点分别为A₁、B₁和C₁，法向量为三角面片T₂的3个顶点分别为A₂、B₂和C₂，法向量为设三角面片T₁所在平面为π₁，三角面片T₂所在平面为π₂；2.2)分别计算和如果计算结果中三者为同号且不同时为零，则三角面片T₁和T₂不相交，则结束判断；2.3)如果计算结果为1，且则表示三角面片T₁和T₂在一个平面，则转化为平面三角面片相交判断问题；2.4)如计算结果不为1，三角面片T₁和T₂异面，分别判断线段A₁B₁、B₁C₁、C₁A₁和三角面片T₂是否相交、线段A₂B₂、B₂C₂、C₂A₂和三角面片T₁是否相交，如果以上判断结果均为否，则三角面片T₁和T₂不相交；反之，则三角面片T₁和T₂相交，记录参与相交的边，结束判断；3)求解步骤2)中确定的相交三角面片对的交线，利用相邻交线段共端点的特点，结合相交三角面片对法向量与交线的关系，依次求出余下交线，得到交线环；交线环的具体求取过程如下：3.1)由步骤2)找到的一组三角面片对T₁、T₂，设三角面片T₁来自被加工工件，三角面片T₂来自刀具扫掠体，由所记录的相交边或顶点信息快速求出两个交点，即为相交三角面片对T₁、T₂交线的端点，记求出的首段交线为I₁I₂；3.2)由已知交线I₁I₂，求其相邻交线；3.3)依次求出剩余的交线，直到求得的交线端点与首段交线端点I₁重合为止，最终得到交线环。