[发明专利]一种理化试样自动排样的方法

说明书

本发明涉及计算机辅助设计技术领域，特别是涉及一种理化试样自动排样的方法，包括将三维实体离散化、边界搜索、边界距离计算和试样摆放。通过本自动排样的方法，在三维数模中代替人工给定理化试样位置，同时本方法具有一定稳定性并易于实现。

技术领域

本发明涉及计算机辅助设计技术领域，特别是涉及一种理化试样自动排样的方法。

背景技术

为检测锻件力学性能、化学成分、冶金组织等，需在锻件三维数模中根据试样大小、锻件尺寸排布理化试样的位置。目前，理化试样排布完全依靠人工进行，CAD软件操作复杂、重复性劳动量大，随着锻件数量不断增加，人工排样已不能满足业务发展需求。同时，目前常见的排样算法仅适用于二维平面图，如板料、皮革的排料，这种算法不能应用于三维模型表达的锻件理化试样排布中。此外，不同于钣金零件等规则结构件，锻件的CAD模型曲面特征丰富、建模过程繁杂，其特征结构包含多个层级的倒角、圆角、拔模、曲面桥接等，难以直接采用CAD图形特征识别进行理化试样的自动排布。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种理化试样自动排样的方法，在三维数模中代替人工给定理化试样位置，同时本方法具有一定稳定性并易于实现。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种理化试样自动排样的方法，其特征在于：包括以下步骤：

a.三维实体离散化：将三维实体模型分割、离散，以单元体积或高度代替三维实体高度方向几何信息，实现三维实体图形二维化，建立对应的体积参数表；

b.边界搜索：利用滤镜搜索并记录体积参数表中的边界单元；

c.边界距离计算：建立行列数与体积参数表一致的边界距离表，重复利用滤镜，计算被扫描单元至其周边特定单元的距离；

d.试样摆放：利用体积参数表和边界距离表，结合理化试样尺寸，计算理化试样三维坐标和旋转角度，生成锻件理化试样三维数模。

所述步骤a中的三维实体离散化具体包括：沿三维实体长度、宽度方向建立二维坐标系x-y，以Δa为间距，将三维实体离散为若干个面积为Δa²的离散单元；沿x方向为离散单元编号为i，沿y方向离散单元编号为j，将i作为列号，j作为行号，测量相应脚标(i,j)的离散单元的体积v_i,j或高度h_i,j，并填入相应行列的表格单元中，形成体积参数表，其中

测量离散单元的体积包括：构建两层循环程序结构，分别以i、j作循环，通过CAD软件二次开发接口测量坐标为(i,j)的单元体积为v_i,j。

测量离散单元的高度具体指：在两层循环程序结构上再增加一层循环，沿三维实体的厚度方向进行若干层的切片，逐层累计各单元格高度。

所述步骤b中的边界搜索具体包括：

b₁.构建滤镜，滤镜扫描体积参数表中的任意一个单元X，以单元X为中心，根据距离单元X的不同距离，将单元X周边的单元格分为多层，分别给予滤镜层号η，滤镜层号η＝1表示离单元X越近；

b₂.构建两层循环程序结构分别以i、j作循环，遍历体积参数表中的单元X；判断是否遍历完所有的单元，若是，进入步骤b₆，若否，进入步骤b₃；

b₃.使用滤镜观测单元X，判断是否存在任一η＝1的滤镜单元的V_i',j'＝0，若不存在，则进入步骤b₂，若存在，则该单元X为边界单元，进入步骤b₄；

b₄.查询该边界单元X是否被记录过，若是，进入步骤b₂，若否，进入步骤b₅；