機(jī)械cad-cam(第6章)幾何造型系統(tǒng)

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1、《機(jī)械CAD/CAM》第六章三維線框造型3DWireFrame幾何造型系統(tǒng)￠由物體上的點(diǎn)、直線和曲線組成，表示的是物體的棱邊。機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心￠線框模型在計(jì)算機(jī)內(nèi)部是以邊表和點(diǎn)表表達(dá)和存儲(chǔ)張宇的，實(shí)際物體是邊表和點(diǎn)表相應(yīng)的三維映象。Email:zhangyu@public.km.yn.cn2011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇2三維線框造型3DWireFrame三維實(shí)體造型技術(shù)P3e3P4e2e7e4￠60年代初，提出實(shí)體造型的概念。P1e8P2e1￠線框模型的存儲(chǔ)e11￠70年代初，出現(xiàn)了簡(jiǎn)單的具有一定實(shí)用性

2、的基于實(shí)體e6e10P7e5P8造型的CAD/CAM系統(tǒng)，實(shí)體造型在理論研究方面也e12相應(yīng)取得了發(fā)展。頂點(diǎn)XYZP6e9P5P1￠70年代后期，實(shí)體造型技術(shù)在理論、算法和應(yīng)用方面P2棱邊頂點(diǎn)棱邊頂點(diǎn)逐漸成熟。P3e1P1P2e7P3P7P4e2P2P3e8P4P8￠進(jìn)入80年代后，不斷推出實(shí)用的實(shí)體造型系統(tǒng)，并在P5e3P3P4e9P5P6各工程技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。P6e4P4P5e10P6P7P7e5P1P5e11P7P8P8e6P2P6e12P5P82011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇32011-3-15機(jī)電工程學(xué)

3、院CIMS應(yīng)用研究中心張宇4實(shí)體造型的基本原理布爾運(yùn)算的過(guò)程模型￠實(shí)體造型是以立方體、圓柱體、球體、錐體、環(huán)狀體y等多種基本體素（Primitives）為單位元素，通過(guò)集合運(yùn)算（拼合或布爾運(yùn)算），生成所需要的幾何形體。z￠實(shí)體造型包括兩部分內(nèi)容：￠體素的定義和描述￠體素之間的布爾運(yùn)算（交、并、差）￠布爾運(yùn)算是構(gòu)造復(fù)雜實(shí)體的有效工具。xD=(A∪B)-C2011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇52011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇61三維模型的布爾運(yùn)算三維幾何造型的基本體素?BooleanOperation￠基本

4、體素（Primitives）：(A∪B)-C￠方體（Block）￠圓柱體（Cylinder）￠球體（Sphere）BlockCylinderA∪B￠圓錐體（Cone）CSphereConeAB2011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇72011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇8關(guān)聯(lián)特征的造型常用的實(shí)體造型表示方法￠關(guān)聯(lián)特征（AssociativeFeature）：￠邊界表示法（B-rep）￠特征的的存在依賴于它所依附的實(shí)體表面；￠Boundary-representation￠特征除了具有其自身的特征參數(shù)（Param

5、eters）外，還具有與所依附實(shí)體的定位參數(shù)（Position）。￠構(gòu)造實(shí)體幾何法（CSG）HoleBossPocketGroove￠ConstructedSolidGeometry￠掃描表示法（Sweep）SlotPad￠八叉樹表示法2011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇92011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇10邊界表示法（B-rep）掃描表示法（Sweep）￠邊界表示法B-rep（Boundary-representation）：￠以物體邊界為基礎(chǔ)，定義和描述幾何形體，給出物SweepSolid體完整、顯

6、式的邊界描述。SweepVector￠邊界表示法B-rep的原理是：￠每個(gè)物體都是由有限個(gè)面構(gòu)成。YZDistance￠每個(gè)面（平面或曲面）由有限條邊圍成的有限個(gè)封閉域定義。X￠有效表面的條件：￠封閉、有向、不自交、有限和相連接，并能區(qū)分實(shí)BaseCurve體邊界內(nèi)、邊界內(nèi)和邊界上的點(diǎn)。Sweepalongavector2011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇112011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇122掃描表示法（Sweep）掃描表示法（Sweep）SweepSheetRotateOrientationRot

7、ateAxesBaseCurveBaseCurveYSweepSolidZYZXGuideCurveXSweepalongacurveRevolveroundaaxes2011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇132011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇14三維模型的八叉樹表示法三維模型的八叉樹表示法全空全滿半空2011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇152011-3-15機(jī)電工程學(xué)院CIMS應(yīng)用研究中心張宇16三維模型的表達(dá)三維實(shí)體造型的目的￠要完整地表達(dá)三維模型，需要兩方面的信息描述：￠完整、全面地

8、表達(dá)產(chǎn)品或零件的結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)信息?！槿嬖u(píng)價(jià)產(chǎn)品或零件的外觀造型設(shè)計(jì)?！閹缀涡畔ⅲ℅eometricinformation）：形體各部分￠為后續(xù)各種CAX技術(shù)（CAP