基于VTK的相贯线坐标计算方法研究.pdf

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1、CAD／CAE／CAPP／CAM现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2016年第3期基于VTK的相贯线坐标计算方法研究‘刘德刚，吴兴群，李佳星(中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院，武汉430074)摘要：相贯线是复杂的空间曲线，相贯线坐标的提取是相贯线加工数据提取过程中的关键和难点。对相贯线切割原理和已有相贯线计算方法进行研究，论述了现有方法的局限性和不足。利用开源三维开发平台VTK的管道机制编程建立管件模型，建模时通过设置参数控制相贯线模型的精度。基于面向对象技术调用VTK中的方法读取相贯线模型数据文件，计算相

2、贯线在基准模型坐标系中的坐标值，经坐标变换得到相贯线在模型坐标系中的坐标值。基于VTK计算的相贯线数据，格式转换后能被专业切割机软件识别并展开，验证了该方法的可行性与正确性。关键词：相贯线；VTK；面向对象；模型坐标系；G代码中图分类号：TP391．73文献标志码：A文章编号：167l—3133(2016)03—0059—_05DoI：10．16731／i．cnki．1671—3133．2016．03．013IntersectioncalculationmethodresearchbasedonVTKLiuDegang，WuXingqun，LiJiaxin

3、g(FacultyofMechanical&ElectronicInformation，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074，China)Abstract：Intersectinglineiscomplexspacecurve，togetthecoordinateisthekeyanddifficultyduringextractingintersectinglineprocessingdata．Researchingtheintersectinglinecuttingprincipleandexistingin

4、tersectinglinecalculatingmethods，givingapresentationofthelimitationsandshortcomingsofexistingmethods．Usingopensource3DdevelopmentplatformVTKpipelinemechanismrealizestubemodeling，controllingtheintersectinglinemodelaccuracyduringmodelingprocessbysettingrelativepa．rametcrs．Inordertog

5、etthecoordinateofintemectinglineinthemodelcoordinatesystemneedstwosteps．First，callingthemeth．odofv]瞰topick“ptheintersectinglineobjectgetsthecoordinateofintersectinglineintheworldcoordinatesystem．Then，makingcoordinatetransform．IntersectinglinedataCallbeidentifiedandexpandedbyprofes

6、sionalcuttingsoftware，toverifythefeasibilityandvalidityofthemethod．Keywords：intersectingline；VisualizationToolkit(VTK)；object—oriented；modelcoordinates；Gcode0引言管管相贯在建筑、电力和冶金等行业有广泛运用，由于相贯线是复杂的空间曲线，相贯线坐标提取一直以来是数控切割系统中核心技术之一。在该领域，求解相贯线坐标的主流方法是坐标变换法和空间解析法⋯。坐标变换法是依据不同的相贯形式，针对相贯的两个对象建立各

7、自的坐标系，写出管件表面在各自坐标系中的数学方程式，由几何关系联立解方程组，求出相贯线的表达式。该方法变换原理通用性强，但有些相贯实体的表面数学方程复杂，求解可行性差。空间解析法是针对不同的相贯形式，构建相贯·中央高校基本科研业务费专项资金项目(2010079007)对象的三维图形，根据其位置关系，利用解析法推导相贯断面的表达式。这种方法通用性差，立体解析推导十分复杂，建模不当就会使相贯节点建模难度很大甚至无法建模，无法涵盖日益多样化的相贯形式，因此，从工程实际出发，研究一种不受相贯实体的几何形状限制、无需求解复杂方程组或解析推导的相贯线坐标计算方法就很有

8、必要。VisualizationToolkit(VTK)是在三维函