多平台快速成型软件设计.pdf

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1、多平台快速成型软件设计冯清秀阿占文(华中科技大学机械科学与工程学院，湖北武汉430074)摘要：为降低快速成型设备软件成本，减少对国外成型软件的依赖程度，以Qt和op饥GL为工具，运用面向对象的方式进行编程。可读入STL文件、显示三维模型、分层、填充、输出CLI文件、添加支撑以及加工仿真等。给出了软件的具体实现方法以及其中的分区复合填充、路径优化等关键算法和其应用实例。结果表明文中算法实际可行。所设计软件的效率及功能可以满足快速成型的要求。关键词：快速成型；软件；多平台；轮廓分组；轮廓偏置；分区复合填充；路径优化中图法分类号：TP391DesignofmuIti—platf

2、ormrapidprototypingsoftwareFENCQin铲iu，AZhanwen(SchoolofMechanicalScience&Engineering，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，CHN)Abstract：ToreducethecostofrapidprototypingdeViceanddependenceonfore唔nsoftware，designedamulti—plad’o瑚rapidpmtotypingsoftware，basedonQtandOpenGL，using

3、object—orientedpmgmmming．Ithasthefollowingfeatures：loadtheSTL6letodisplayasathree—dimensionalmodel，slicingitintolay—ersandfiUeachstmctureandoutputtingCUfileaswellasmachiningsimula—layer，generatingsuppontion．Keyalgorithmslikesubregionalcompositefillingalgorithmandrouteoptimizationalgorithma

4、reil—lustratedwithexamples．TheresultsshowthatthealgorithmisofpracticalefE色ctiVeness，theefficiencyandofthesofhⅣaremeettherequirementsofrapidfunctionalityprototyping．Keywords：rapidprototyping；software；multi—plad'om；contour铲ouping；polygono丑’set；subregionalcompound6Uing；routeoptimization快速成型技术

5、是目前制造领域的热点问题，该技捷菜单、主视图区、整体信息显示区、概要信息显示区。术的特点是对计算机软件有高度依赖性。目前国内有如图l、图2所示。标题栏可以显示所打开文件的路部分快速成型设备生产企业拥有自主研发的软件，但径和文件名，快捷菜单可供用户快速找到常用操作按大部分仍依赖国外软件，快速成型软件设计成为限制钮，主视图区是基于OpenGL的模型显示窗口，可以进其发展的重要因素，在国内已有的快速成型产品成本行缩放、平移、旋转操作，还可以根据用户选择进行主中，软件部分占了很大比例。在该项技术快速发展的视图、俯视图、右视图等的视图切换，或者根据用户选将来，为了提高产品竞争力，降低

6、成本，自主设计研发择进行STL、轮廓、填充路径等模型切换。成型软件是一个趋势，而如何提高稳定性以及算法效率、软件优化是最关键的问题¨屯J。1软件总体设计1．1人机界面及软件功能设计1．1．1人机界面设计对快速成型设备来说，人机交互界面是人与设备之间的桥梁，一个稳定、友好、高效的人机交互界面可以极大地增强产品的用户体验。本文设计的软件人机此外还有一个用于分层显示的子界面，在这个子主界面由6个区域组成，分别是：标题栏、文字菜单、快界面中可以查看整个模型的某一层的具体信息，如：轮龟多粼·33·顶点、轮廓交点、填充线段等，数据量非常大(一般零件都具有上千个三角面片)。一个合理的数据

7、结构不仅可以提高算法效率，还会使程序清晰明了，提高可读性，降低软件开发难度。本文运用面向对象的编程方式，设计了7个类来管理这些数据，分别是顶点类(QVertex)、三角形类(QTriangle)、模型类(QBody)、层类(QLayer)、轮廓类(QContour)、扫描线类(QScan—Path)和填充线类(QFillPath)。数据结构如图4所示。图4中箭头方向表示了类之间的包含关系，如三角面片类包含了顶点类，模型类包含了层类和三角面片类，层类包含了轮廓类，轮廓类包含了扫描线类，扫描线包含了填充线类，这也完全符