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试议变截面辊弯轧辊运动轨迹自动生成算法库

收藏本文 2024-02-05 点赞:5977 浏览:17374 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着柔性辊弯成型技术的运用越来越广,变截面辊弯产品的结构也越来越复杂,根据产品的三维模型准确快速的确定轧辊的运动轨迹将成为变截面辊弯工艺规划的首要环节。本论文基于变截面辊弯成型的工艺特点和三维零件模型的STL文件,提出了一种轧辊运动轨迹自动生成的算法,利用MFC的单文档运用程序和OpenGL图像显示技术进行软件平台的开发,并利用所开发的软件平台对该算法进行验证。针对变截面辊弯产品的三维模型所生成的STL文件进行数据读取,利用ifstream类将读进来的法矢信息存入vectorCPoint3D normal中,将所有面片的点去除冗余后以键值对的方式存入mapint, CPoint3D map_points中;再利用STL文件信息分别查找每个三角面片中法矢在normal中的序号,三个点在map_points中的键;将每个三角面片中的法矢序号和三个顶点的键存入CTriangleFacet对象facet,再将facet存入vectorCTriangleFacet vector_trgFacets中,以此种存储方式实现数据的结构化存储。完成数据结构化存储后,针对STL格式文设计三维模型的轮廓特点曲线的提取算法,首先提取整体轮廓线,然后在这些整体轮廓线段元中提取各条特点曲线;用提取出的各条特点曲线以其起点和终点作为该条特点曲线的标识,用户通过该标识以存储单元中选择需要提取的轮廓特点曲线;最后将提取出的组成特点曲线的各三维点转换成二维点,将这些点顺次连接即可得到所需的轧辊运动轨迹,并将转换后的二维点以DXF文件进行输出,以运用于柔性辊弯成型生产线的制约系统开发。编制验证该算法的软件平台,在MFC单文档运用程序框架中构建OpenGL环境,并用OpenGL所提供的函数完成三维模型重构及视觉显示;利用OpenGL环境显示提取出的整体轮廓线及提取出的整条特点曲线;实现用鼠标制约OpenGL三维图像的平移运动、旋转运动及放大缩小;用3D轮廓字体绘制及显示各个端点序号与用户进行交互,使得用户可通过输入端点序号值即可选择所需要的特点曲线;并将由三维特点曲线转换而来的二维成型曲线利用MFC的CDC类完成该二维成型曲线的绘制及显示。验证环节表明,针对不同结构的变截面辊弯零件的STL文件,本算法可以准确快速的提取变截面产品的成型曲线继而生成轧辊的运动轨迹,并且针对该该算法所开发的软件平台可以很好地验证本论文所提出的轧辊运动轨迹自动生成算法。关键词:变截面辊弯论文工艺规划论文轧辊运动轨迹论文轮廓提取论文MFC单文档论文OpenGL图像显示论文

    摘要4-5

    Abstract5-8

    1 绪论8-13

    1.1 国内外柔性辊弯成型技术概述8-11

    1.1.1 柔性辊弯成型技术8

    1.1.2 国内外探讨进展8-11

    1.2 辊弯工艺规划11-12

    1.3 课题来源与探讨内容12-13

    2 STL格式文件的数据读取、数据处理及数据存储13-22

    2.1 STL格式文件13-14

    2.1.1 STL文件的文本论文件格式13-14

    2.1.2 STL文件的二进制文件格式14

    2.2 STL文件的数据读取及其存储14-16

    2.2.1 自定义CPoint3D类和CTrangleFacet类14-15

    2.2.2 利用ifstream类对文件进行读取15-16

    2.2.3 vector容器存储数据16

    2.3 STL文件的数据处理16-19

    2.3.1 3D点的去冗处理17-18

    2.3.2 map容器存储3D点18-19

    2.4 三角面片的结构化数据存储19-21

    2.4.1 存储三角面片数据19-20

    2.4.2 访问三角面片数据20-21

    2.5 本章小结21-22

    3 轧辊运动轨迹自动生成算法及其实现22-34

    3.1 整体轮廓线提取算法22-27

    3.1.1 自定义类CCommonLineP22

    3.1.2 法矢夹角阀值θ_F22-23

    3.1.3 整体轮廓线提取23-25

    3.1.4 整体轮廓线提取算法实现25-27

    3.2 特点曲线提取算法27-31

    3.2.1 拆分整体轮廓线28

    3.2.2 端点提取28

    3.2.3 包含两个端点的线段元提取28-29

    3.2.4 仅包含一个端点的线段元提取29

    3.2.5 其余特点曲线提取算法29

    3.2.6 特点曲线提取算法实现29-31

    3.3 轧辊运动轨迹生成算法31-32

    3.3.1 3D点转换为2D点31-32

    3.3.2 以DXF格式文件输出32

    3.4 本章小结32-34

    4 基于MFC单文档、OpenGL的数据显示和可视化34-45

    4.1 MFC单文档运用程序34-37

    4.1.1 单文档的文档/视结构34-35

    4.1.2 MFC单文档窗口静态分割35-36

    4.1.3 三个窗格间的数据关联36-37

    4.2 MFC单文档OpenGL框架37-39

    4.2.1 OpenGL概述37

    4.2.2 设备描述表DC和渲染描述表RC37-38

    4.2.3 MFC单文档OpenGL环境的构建38-39

    4.3 3D视图的平移、旋转和缩放39-42

    4.3.1 建立视场39-41

    4.3.2 平移变换41

    4.3.3 旋转变换41-42

    4.3.4 缩放变换42

    4.4 3D轮廓字体的显示42-44

    4.4.1 创建轮廓字体42-43

    4.4.2 绘制轮廓字体43

    4.4.3 转变字体大小43-44

    4.5 本章小结44-45

    5 验证轧辊运动轨迹自动生成算法45-50

    5.1 上窗口文本显示45-46

    5.1.1 读取文件45-46

    5.1.2 3D点键值文本显示46

    5.1.3 三角面片数据文本显示46

    5.1.4 各条特点曲线文本显示46

    5.2 左下窗口3D视觉显示46-48

    5.2.1 3D模型重构46-47

    5.2.2 整体轮廓线显示47-48

    5.2.3 特点曲线显示48

    5.3 右下窗口2D点显示48

    5.4 针对不同零件的算法验证48-49

    5.5 本章小结49-50

    6 结论及展望50-52

    6.1 结论50-51

    6.2 展望51-52

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