[发明专利]一种基于图论的主轴系统数字样机快速构建方法

摘要

一种基于图论的主轴系统数字样机快速构建方法，先解析图纸文件，构建线段矩阵，将线段缩放并将进行偏移，然后构建由线段矩阵中线段端点构成的点集和边集，检查边集中的线段之间是否存在间隙，连接间隙两端的点来闭合间隙，得到新点集、边集；将新边集中多条线段合并为一条线段，得到更新点集、边集；检查更新边集中是否存在孤立线段，删除该孤立线段，得到最终点集和边集；构建图G，利用图论中的深度优先遍历算法对图G进行遍历，查找最终点集中存在的所有闭环，构建闭环点集，对其简化，得到新的闭环点集；构建闭环边集和面积集合；本发明利用图论算法实现数字化样机模型的快速建立，提高建模效率，缩短建模周期。

主权项

1.一种基于图论的主轴系统数字样机快速构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：解析DXF格式的CAD图纸文件，获得DXF文件实体段中线段、多线段、样条曲线、圆(弧)和圆角的数据；步骤2：将步骤1得到的多线段、样条曲线、圆(弧)和圆角均转换为线段，并和步骤1得到的线段构建线段矩阵L1：其中，xi1、yi1、zi1(1≤i≤n)分别代表线段i起点的x、y、z坐标，xi2、yi2、zi2(1≤i≤n)分别代表线段i终点的x、y、z坐标；步骤3：将线段矩阵L1中的线段按照国际单位制缩放，得到线段矩阵L2：L2＝L1×α其中，α代表缩放系数，如果DXF格式的CAD图纸文件设置的长度单位为“mm”，α为0.001；如果长度单位为“m”，α为1；步骤4：找出线段矩阵L2中x、y、z坐标值均最小的点p(xp，yp，zp)，其中xp，yp，zp分别代表点p的x、y、z坐标，将线段矩阵L2中所有线段进行偏移以保证最终生成的模型以坐标原点为起点，得到线段矩阵L3：L3＝L2+T其中，T代表偏移矩阵，步骤5：构建由线段矩阵L3中线段端点构成的点集V1＝{v1，v2...vn}和由L3中线段构成的边集E1＝{e1，e2…em}，其中vi代表点i，1≤i≤n；ei代表边i，1≤i≤m；步骤6：检查边集E1中的线段之间是否存在间隙，若存在，连接间隙两端的点构成线段来闭合间隙，得到新的点集V2和边集E2；步骤7：将边集E2中位于同一直线上的多条线段合并为一条线段，得到新的点集V3和边集E3；步骤8：检查边集E3中是否存在孤立线段，即不与其他任何线段存在关联的线段，若存在，删除该孤立线段，得到新的点集V4和边集E4；步骤9：构建图G＝(V4，E4)，利用图论中的深度优先遍历算法对图G进行遍历，查找点集V4中存在的所有闭环，构建闭环点集VC0＝{(vi，vj...vx)|vi，vj…vx∈V4且vi，vj...vx构成闭环}；步骤10：对闭环点集VC0进行简化，只保留基本的闭环，即当前闭环中不再包含其他闭环，得到新的闭环点集VC＝{(vi′，vx′...vx′)|vi′，vx′...vx′∈V4且vi′，vx′...vx′构成闭环}；构建闭环边集EC＝{(ei，ej…ex)|ei，ej…ex∈E且ei，ej…ex构成闭环}和面积集合SC＝{s|s＝EC中的元素围成的几何图形面积}；步骤11：输出点集V4、边集E4、闭环点集VC、闭环边集EC和闭环面积集合SC。