第五章 快速成形的软件系统.ppt

第五章 快速成形的软件系统 快速成形的软件系统 快速成形的软件系统一般由三部分组成： 1、CAD造型软件：负责零件的几何造型、支撑结构设 计及 .STL文件输出等。 2、数据检验与处理软件：负责对输入的 .STL文件检 验其合理性并修正错误、做几何变换、选择成型方 向、零件排样合并、进行实体分层。 3、监控系统软件：完成分层信息输入、加工参数设 定、生成NC代码、控制实时加工等。 其中CAD造型软件可直接从市场上购买，而数据检 验与处理软件和监控系统软件一般由RP设备生产厂家 自行开发。 第一节 数 据 格 式 快速成形的软件系统 目前RP成形系统常用的数据格式有三种。 一、常用的数据格式： 1．三维面片模型格式： RP的三维面片格式文件是专为RP技术而开发的数 据格式，主要有两种： STL格式和CFL格式： STL格式目前是应用最广泛的，是RP领域的 “准” 工业标准。它是由小三角形面片构成的三维多面体模 型。一般情况下，三角形的个数与该模型的近似程度 密切相关：三角形数量越多，近似程度越好、精度越 高；三角形数量越少，则近似程度越差。若用同一CAD 模型生成两个不同的 STL文件，精度高者可能要包含 多达10万个三角形面片，文件达数兆，而精度低者可 快速成形的软件系统 能只用几百个三角形面片，这会对后续处理的时间和 难度造成很大影响。 目前国际市场上有几十种CAD软件配有 STL文件接 口，常用软件有：Pro／Engineer、I-DEAS、CATIA、 AutoCAD14.0等。 采用三维面片模型文件的RP系统的数据处理过程: 快速成形的软件系统 2、CAD三维数据格式： 主要有两种描述方式：实体模型和表面模型。 (1)、DXF文件格式： (2)、IGES文件格式 ：是美国波音公司和GE公司最初 于1980年制定的数据交换规范。主要以几何实体、 描述实体、结构实体为基本实体单元，是不同CAD／ CAM系统间进行数据传送的接口标准。1982成为ANSI 标准，虽然不是ISO标准，实际上已是工业标准。 采用CAD三维数据格式的RP数据处理过程如图： 快速成形的软件系统 3．二维层片数据格式： 是一种新的层片文件格式用来补充或替代 STL文 件，有：CLI、HPGL、SLC等，其中CLI格式是由欧共体 提出并完善，该文件格式有ASCⅡ码格式和二进制格式 两种，它较好地处理了每层中分层轮廓的内外环和相 应的填充线表达，具有较广泛的适应性。虽然目前在 快速成形的软件系统 CAD系统内和RP设备中实现这一文件格式的尚不多见， 但预计它将成为一种与STL文件并存的另外一种RP文件 格式。 二、RP成形系统常用的三种数据格式的比较： 1、 STL文件格式的特点： （1）、数据格式简单，与具体的CAD系统无关。 （2）、对原CAD模型的近似度高，但数据冗余量大且 文件数据量大。 （3）、采用面片模型，具有三维几何信息，可直接用 于有限元分析。 （4）、易产生裂缝、空洞、悬面、重叠面和交叉面等 错误。 快速成形的软件系统 （5）、不含有CAD设计的拓扑信息。 （6）、必须经过分层处理； 2、 IGES数据交换规范的特点： （1）、为大多数CAD系统支持； （2）、模型表示精确； （3）、有多种模型描述方式； （4）、不能完全精确地转换数据； （5）、不能转换属性信息； （6）、层信息常丢失； （7）、不能把两个零部件的信息放在一个文件中； （8）、产生的数据量太大； 快速成形的软件系统 （9）、必须经过分层处理； ３、二维层片文件特点： （1）、大大降低了文件数据量； （2）、直接在CAD系统内分层，实际上对设计者要求 　　更高； （3）、省略了STL文件分层，降低了RP系统的前处理 　　时间； （4）、是二维文件，因此它的错误类型单一且较少； （5）、支撑不易添加； （6）、零件无法重新定向，而且无法旋转； （7）、分层厚度固定，对某些RP工艺不太合适；（如 　　LOM） 第二节 　数据检验与处理软件 快速成形的软件系统 　　数据检验与处理软件是快速成形软件系统中非 常重要的一部分。它是CAD文件与具体成型机之间的接 口。该软件的功能与水平直接关系到原型的制造精 度、成型机的功能、用户的操作等等。虽然每个成型 机生产厂家都有自己的软件开发思路及具体算法，但 有很多是共同的，本节简单介绍该类软件的模块结构 及各主要模块的功能。 一、 数据检验与处理软件的模块结构： 1、 STL文件的读入和处理； 2、