CN105117508B - 基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法，包括如下步骤：S1.对加工对象建立数字模型并保存为STL文件，在STL文件中用多个三角形面表示加工对象，并且三角形面以在坐标系的中的三个顶点的位置以及法向量表示；S2.对STL文件中的三角形面进行进行插值；S3.判断插值点在坐标系中的Z坐标值，根据Z坐标值整理出每层扫描数据；S4.根据扫描方向与三角形面的法向量的指向标记插值点，并据此确定扫描的起点和终点并保存；S5.根据确定的起点和终点进行扫描，能够大大简化数据处理过程，减少数据处理量，提高产品的制造精度，而且数据可修改性强，易于维护，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种获取扫描路径数据的方法，尤其涉及一种基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法。
背景技术
选择性激光熔化技术(英文selective laser melting，简称SLM)是一种新兴的铸造技术，在进行熔化铸造前需要对铸造的目标模型扫描获取加工数据，传统的方法为得到STL格式的文件后，求切平面与STL文件中描述的所有三角形面的交线，将所得交线链接形成该层模型轮廓->在此轮廓中填充扫描线获得该层激光扫描路径，但是现有技术存在如下问题：比如：在求交线时需判断切平面与三角形的六种关系，之后做出对应的处理；在轮廓中填充扫描线时需判断凹凸多边形及内部有无其他封闭轮廓等，因此数据处理量十分庞大，过程及修改极其复杂，可维护性差，从而造成工作效率低下，在扫描过程中获取的数据容易出现错误，从而造成产品的制造精度差。
因此，需要提出一种生成扫描路径的新方法，能够大大简化数据处理过程，减少数据处理量，提高产品的制造精度，而且数据可修改性强，易于维护，提高工作效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供的一种基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法，能够大大简化数据处理过程，减少数据处理量，提高产品的制造精度，而且数据可修改性强，易于维护，提高工作效率。
本发明提供的一种基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法，包括如下步骤：
S1.对加工对象建立数字模型并保存为STL文件，在STL文件中用多个三角形面表示加工对象，并且三角形面以在坐标系的中的三个顶点的位置以及法向量表示；
S2.对STL文件中的三角形面进行进行插值；
S3.判断插值点在坐标系中的Z坐标值，根据Z坐标值整理出每层扫描数据；
S4.根据扫描方向与三角形面的法向量的指向标记插值点，并据此确定扫描的起点和终点并保存；
S5.根据确定的起点和终点进行扫描。
进一步，步骤S2中，对三角形面进行插值时，应当按照扫描方向进行线性插值。
进一步，步骤S2中，进行线性插值点在分层方向上间距相等，并且在垂直于扫描方向和分层方向的间距相等。
进一步，步骤S4中，在确定扫描的起点和终点包括如下步骤：
S41.判断三角形面的法向量朝向，朝向扫描方向所在坐标轴的正方向为正，朝向坐标轴的负方向为负；
S42.将法向量为正的三角形面上的插值点标记为1，法向量为负的三角形面上的插值点标记为0；
S43.若扫描方向沿插值方向对应坐标轴的正方向时，标记为1的插值点为扫描起点，标记为0的插值点为扫描终点；
若扫描方向沿插值方向对应坐标轴的负方向时，标记为1的插值点为扫描的终点，标记为0的插值点为扫描的起点。
本发明的有益效果：本发明的种基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法，能够大大简化数据处理过程，减少数据处理量，提高产品的制造精度，而且数据可修改性强，易于维护，提高工作效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实例加工模型图。
图2为本发明实例加工模型的插值示意图。
图3为本发明的实例加工模型的起点和终点坐标示意图。
图4为本发明的单层扫描起点和终点示意图。
图5为本发明所生成的扫描路径示意图。
具体实施方式
图1为本发明实例加工模型图，图2为本发明实例加工模型的插值示意图，图3为本发明的实例加工模型的起点和终点坐标示意图，图4为本发明的单层扫描起点和终点示意图，图5为本发明所生成的扫描路径示意图，如图所示，以图1中所示的加工实例为例，为了加工图1中的模型，通过传统的方法进行加工时，由于模型上有个半球形的凹坑，在生成扫描路径时需判断切平面与三角形的六种关系以及判断轮廓凹凸多边形及内部有无其他封闭轮廓等，之后做出对应的处理时，处理数据就相当的庞大。
本发明提供的一种基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法，包括如下步骤：
S1.对加工对象建立数字模型并保存为STL文件，在STL文件中用多个三角形面表示加工对象，并且三角形面以在坐标系的中的三个顶点的位置以及法向量表示；
S2.对STL文件中的三角形面进行进行插值；
S3.判断插值点在坐标系中的Z坐标值，根据Z坐标值整理出每层扫描数据；不同的Z坐标值处于不同的扫描层，相同的Z坐标值为同一扫描层；
S4.根据扫描方向与三角形面的法向量的指向标记插值点，并据此确定扫描的起点和终点并保存；
S5.根据确定的起点和终点进行扫描；本发明的基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法，能够大大简化数据处理过程，减少数据处理量，提高产品的制造精度，而且数据可修改性强，易于维护，提高工作效率。
本实施例中，步骤S2中，对三角形面进行插值时，应当按照扫描方向进行线性插值，其中，如图4和图5所示，在建立的三维坐标系中，Y轴方向为扫描方向，而X轴方向为扫描的次序，上述步骤，能够得到最终准确描述加工模型的点，确保加工的准确性以及有序性。
本实施例中，步骤S2中，进行线性插值点在分层方向上间距相等，即是说在Z轴方向上的插值点等距，并且在垂直于扫描方向和分层方向的间距相等，即是说在X轴方向上插值点等距，由于选择性激光熔化技术在加工过程中进行分层扫描，因此，通过上述步骤，能够准确控制分层的厚度以及两条相邻扫描线件的宽度，最终确保加工的工艺和准确度。
本实施例中，步骤S4中，在确定扫描的起点和终点包括如下步骤：
S41.判断三角形面的法向量朝向，朝向扫描方向所在坐标轴的正方向为正，朝向坐标系的轴方向为负；如图2所示，如果三角形面的法向量朝向Y轴的正半轴方向，则为正，否则，为负，
S42.将法向量为正的三角形面上的插值点标记为1，法向量为负的三角形面上的插值点标记为0；
S43.若扫描方向沿插值方向对应坐标轴的正方向时，标记为1的插值点为扫描起点，标记为0的插值点为扫描终点；
若扫描方向沿插值方向对应坐标轴的负方向时，标记为1的插值点为扫描的终点，标记为0的插值点为扫描的起点。
如图3-图5所示，通过上述方法最终得出的扫描起点和扫描终点，以及扫描路径，相对于传统的方法，明显减少了数据的处理量，尤其利于这种复杂并且异形的零件加工，当然，由于数据处理量的减少，也就极大的方便了加工，提高效率，而且在实际应用中，只需对插值点的次序以及进行较为简单的二次处理就可满足复杂并且异形的零件加工，也大大提高了本发明的适应性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1.对加工对象建立数字模型并保存为STL文件，在STL文件中用多个三角形面表示加工对象，并且三角形面以在坐标系的中的三个顶点的位置以及法向量表示；
S2.对STL文件中的三角形面进行进行插值；
S3.判断插值点在坐标系中的Z坐标值，根据Z坐标值整理出每层扫描数据；
S4.根据扫描方向与三角形面的法向量的指向标记插值点，并据此确定扫描的起点和终点并保存；
S5.根据确定的起点和终点进行扫描；
步骤S4中，在确定扫描的起点和终点包括如下步骤：
S41.判断三角形面的法向量朝向，朝向扫描方向所在坐标轴的正方向为正，朝向坐标轴负方向为负；
S42.将法向量为正的三角形面上的插值点标记为1，法向量为负的三角形面上的插值点标记为0；
S43.若扫描方向沿插值方向对应坐标轴的正方向时，标记为1的插值点为扫描起点，标记为0的插值点为扫描终点；
若扫描方向沿插值方向对应坐标轴的负方向时，标记为1的插值点为扫描的终点，标记为0的插值点为扫描的起点。
2.根据权利要求1所述基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法，其特征在于：步骤S2中，对三角形面进行插值时，应当按照扫描方向进行线性插值。
3.根据权利要求2所述基于选择性激光熔化技术的扫描路径生成方法，其特征在于：步骤S2中，进行线性插值点在分层方向上间距相等，并且在垂直于扫描方向和分层方向的间距相等。
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Citations (3)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN101751695A (zh) * | 2008-12-10 | 2010-06-23 | 中国科学院自动化研究所 | 点云数据的主曲率和主方向估计方法 |
| CN104517318A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 三维量测模拟取点系统及方法 |
Non-Patent Citations (2)
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| Non-mechanical scanning laser Doppler velocimeter with directional discrimination using single transmission path;Takahiro Hata;《Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR), 2013 Conference on》;20130704;1-2 * |
| 金属件激光直接成形中截面轮廓线的生成算法研究;杨泰平;《电加工与模具》;20031230(第3期);32-36 * |
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