CN108573104B - 一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法,基本步骤包括:(1)曲线复制;(2)起始点生成及其偏移量设置;(3)离散点阵列;(4)离散点导出为.igs格式的文件;(5)离散点导入并保存为.pts格式的文件;(6)离散点转化;(7)曲线重构。优点:利用Creo软件对复杂焊缝曲线的离散化操作简单,可方便地将导出的离散点坐标应用于Matlab进行重构,从而提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法,属于计算机图形学技术领域。
背景技术
在工业生产中,经常遇到各种类型的曲线,如轴的截面圆轮廓曲线、螺纹的螺旋线、齿轮轮齿的齿廓曲线、相贯线曲线、正弦波信号曲线等,以及形状更复杂的曲线,如汽车车身截面的曲线、塑料模具的截面曲线、螺旋桨叶片轮廓曲线、焊缝曲线等。对于焊缝曲线,某些研究中对焊缝曲线进行仿真时,需要用到曲线的数学模型,这是一般需要事先知道其数学表达式。
在数学上,曲线一般有显式、隐式、参数等表示方式。对于一条平面单值曲线,可以显式地表示为y=f(x);对于圆、双曲线、抛物线等平面多值曲线,可以隐式地表示为F(x,y,z)=0;三维曲线上点的坐标可以用参数表示法表示为参数u的函数x=x(u),y=y(u),z=z(u)。
对于简单规则曲线焊缝,如圆、抛物线、正弦曲线等,通常可以用上述曲线表示形式进行表示。对于形状复杂的空间曲线焊缝,用上面的表示方法来表示则非常困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法,当欲用Matlab重构已知焊件三维模型中某条空间焊缝曲线,而该焊缝曲线的数学表达式难以确定时,本方法可方便地将曲线离散化,提取离散点坐标,进而将其坐标点应用于Matlab进行曲线重构。
为解决上述技术问题,本发明提供一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法,其特征是,包括如下步骤:
1)建立焊接件模型,对待离散的焊缝曲线进行链化处理,生成一条链;
2)沿步骤1)中生成的链生成起始点,并设置起始点沿该链的正方向起点的偏移量为0,即从该链起点开始进行离散,所述起始点有“比率”和“实数”两种方式,“比率”表示起始点沿该链起点的偏移量所占该链总长度的比例;“实数”表示生成的起始点沿该链起点的具体偏移长度;
3)将步骤2)中生成的起始点沿步骤1)中生成的链进行阵列作为链阵列,阵列点数目为用户自定义数目;
4)将步骤1)中的链和步骤3)中的阵列点导出,并作为模型副本保存,再将模型副本中的点导入到新建的零件模板中,并作为处理后的零件模板保存,最后将处理后的零件模板进行提取,得到离散点在直角坐标系中的x、y、z轴坐标值,并保存待处理;
5)在Matlab中处理步骤4)最后保存的文件,并重构曲线图形。
进一步的,所述步骤1),链化处理为依次选取要离散的曲线,复制即可使之合并为一条链。
进一步的,将依次选取曲线的顺序定为该链的正方向。
进一步的,所述步骤3),沿链阵列时满足阵列点数目与增量的乘积为1,用于将整条链离散化。
进一步的,所述步骤5),读取曲线离散点坐标信息并绘制曲线模型。
进一步的,所述步骤1),根据焊件的实际结构尺寸在Creo中进行三维建模。
本发明所达到的有益效果:
利用Creo软件对复杂焊缝曲线的离散化操作简单,可方便地将导出的离散点坐标应用于Matlab进行重构,进而可以将重构模型应用于如路径优化的结果显示,而不需得到焊缝曲线的数学表达式,从而提高工作效率。
附图说明
图1是本发明的流程示意图;
图2是重构结果的曲线坐标示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
为使本发明实现的技术方案、技术特征、达成目的与功效易于明白了解,下面以两冲压件焊接模型为例,通过提取其焊缝曲线,并对该曲线进行离散化来进一步阐述本发明。
根据图1所示,本发明对两冲压件焊缝曲线的离散化过程的具体实施步骤如下:
(1)先建立目标模型,依次选取要离散的曲线,复制即可使之合并为一条链。这里依次选取曲线的顺序即为该链的正方向。
(2)沿步骤(1)中生成的链生成起始点,并设置起始点沿该链的正方向起点的偏移量为0,即从该链起点开始进行离散。这里生成起始点有“比率”和“实数”两种方式。“比率”表示起始点沿该链起点的偏移量所占该链总长度的比例;“实数”表示生成的起始点沿该链起点的具体偏移长度。本方法选用“比率”方式生成起始点APNT0;
(3)沿步骤(1)中生成的链阵列起始点:输入阵列点数目为100,增量为0.01。在步骤(2)中生成起始点的方式为“比率”,故这里使阵列点数目与增量的乘积为1即可将整条链离散化。
(4)将离散点导出为.igs格式的文件:保存模型副本为.igs格式。导出时选择基准曲线和点,即只将生成的基准曲线和点导出;
(5)新建零件模版,并将步骤(4)中保存的.igs格式的文件导入。这里,不导入曲线,即只将相关点导入,将这些点保存为.pts格式的文件。
(6)利用Excel打开步骤(5)中保存的.pts文件,其中的3列分别为提取的100个离散点在直角坐标系中的x、y、z轴坐标值。将文件另存为.xls格式,文件名为seam.xls。
(7)在Matlab中读取第(6)步中保存的文件,并重构曲线图形。重构结果见图2。具体步骤如下:
71)读取步骤(6)中保存的离散点坐标信息;
72)将读取的文件中第1、2、3列分别作为x、y、z坐标;
73)绘制曲线,线型为点划线;
74)栅格显示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法,其特征是,包括如下步骤:
1)建立焊接件模型,对待离散的焊缝曲线进行链化处理,生成一条链,链化处理为依次选取要离散的曲线,复制即可使之合并为一条链;
2)沿步骤1)中生成的链生成起始点,并设置起始点沿该链的正方向起点的偏移量为0,即从该链起点开始进行离散,所述起始点有“比率”和“实数”两种方式,“比率”表示起始点沿该链起点的偏移量所占该链总长度的比例;“实数”表示生成的起始点沿该链起点的具体偏移长度;
3)将步骤2)中生成的起始点沿步骤1)中生成的链进行阵列作为链阵列,阵列点数目为用户自定义数目;
4)将步骤1)中的链和步骤3)中的阵列点导出,并作为模型副本保存,再将模型副本中的点导入到新建的零件模板中,并作为处理后的零件模板保存,最后将处理后的零件模板进行提取,得到离散点在直角坐标系中的x、y、z轴坐标值,并保存待处理;
5)在Matlab中处理步骤4)最后保存的文件,并重构曲线图形。
2.根据权利要求1所述的一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法,其特征是,将依次选取曲线的顺序定为该链的正方向。
3.根据权利要求1所述的一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法,其特征是,所述步骤3),沿链阵列时满足阵列点数目与增量的乘积为1,用于将整条链离散化。
4.根据权利要求1所述的一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法,其特征是,所述步骤5),读取曲线离散点坐标信息并绘制曲线模型,具体包括如下步骤:
51)读取步骤(4)中保存的离散点坐标信息;
52)将读取的文件中第1、2、3列分别作为x、y、z坐标;
53)绘制曲线,线型为点划线;
54)栅格显示。
5.根据权利要求1所述的一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法,其特征是,所述步骤1),根据焊件的实际结构尺寸在Creo中进行三维建模。
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