基于分组的STL模型快速切片算法.pdfVIP

学兔兔 1 lI5 化 基于分组的STL模型快速切片算法 Algorithm for rapid slicing in STL model based on grouping array 侯聪聪L ，南 琳’，张 磊 HOU Cong．cong ，NAN Lin。，ZHANG Lei 1,2 (1．中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳110016；2．中国科学院大学，北京100049) 摘 要：通过分析现有的 sTL(stereoIith0graphy)模型切片算法的特点，提出了基于分组的$TL模型 分组切片算法。该算法根据每个三角面片在切片方向的投影值，将整个STL模型分为若干组， 以减少在切片过程中对三角面片的遍历次数、排序次数以及求交计算量。同时提出了基于链 表的拓扑重建算法，在建立拓扑结构的同时去除了冗余数据。组内建立拓扑结构简化了切片 轮廓线的构造过程，从而有效地提高了切片算法的整体效率。通过实验仿真对比分析，证明 了该算法的实用性和高效性。 关键词：分组；STL模型；拓扑结构；链表 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1 009-01 34(201 4)05(上)-001 2-04 Doi：1 0．3969／J．issn．1 009-01 34．2014．05(E)．04 0 引言 法 叫 。该类算法根据三角面片顶点坐标沿切片方 快速成型技术RP(Rapid Prototyping)是集机 向投影值的大小进行分组排序，减少三角面片与 械、计算机、光学、电子及新材料为一体的新型 切片平面位置关系的判断次数，加快分层处理速 先进制造技术，通过逐层增加材料制造零件u’ 。 度。但是该算法的局限性在于：对大量三角面片 在所有的RP工艺中，无论是由CAD造型软件还是 的排序是一个耗时的过程；在后续轮廓线的生成 由逆向工程生成的零件CAD模型，都必须经过分 过程中，还要进行交线连接关系的搜索判断；三 层处理才能将数据输入到RP设备中，因此分层算 角面片分组界限比较模糊，经常无法判断三角面 法是RP制造中的一个关键环节。 片与分层平面的位置关系。 STL文件是RP系统中数据交换的标准文件类 针对以上两种分层算法的优缺点，本文提出 型 ，用三角网格面近似地表现三维CAD模型， 整体分组排序，局部建立基于链表的拓扑关系的 并记录模型中每个三角面片的几何信息，包括三 思路以进一步的降低分层算法的复杂度。针对具 角面片所在平面的法矢和它所包含的三个顶点的坐 体的零件模型，通过仿真对比分析，得到合适的 标。由于STL模型数据格式简单、易于交换处理， 分组组数。同时本文提出了基于链表的STL文件拓 基于STL模型的切片处理已被大多数RP系统采用。 扑重建算法，在建立拓扑关系的同时去除了冗余 目前， 型的切片算法主要分为以下两类： 数据，节省了存储空间，提高了存储效率。 1)基于几何拓扑信息的 型切片算法 。 1基于链表的拓扑重建算法 该类算法根据三角面片的点、边和面数建立STL模型