电弧3D打印机控制系统设计与切片算法研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-17页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第9页 |
| 1.2 3D打印技术研究现状 | 第9-11页 |
| 1.3 电弧3D技术研究现状 | 第11-14页 |
| 1.4 3D打印软件研究现状 | 第14-15页 |
| 1.5 主要研究内容 | 第15-17页 |
| 2 电弧3D打印机控制系统方案设计与实现 | 第17-27页 |
| 2.1 电弧3D打印机总体设计 | 第17页 |
| 2.2 电弧3D打印机机械本体结构简介 | 第17-19页 |
| 2.3 控制系统方案设计 | 第19-20页 |
| 2.4 控制系统硬件组成 | 第20-22页 |
| 2.4.1 运动控制器 | 第20页 |
| 2.4.2 伺服系统 | 第20-21页 |
| 2.4.3 弧焊系统 | 第21页 |
| 2.4.4 锤击装置 | 第21页 |
| 2.4.5 传感器 | 第21-22页 |
| 2.5 控制系统实现 | 第22-26页 |
| 2.5.1 伺服驱动 | 第22-23页 |
| 2.5.2 I/O信号 | 第23-24页 |
| 2.5.3 弧焊和锤击控制 | 第24-25页 |
| 2.5.4 操作界面编写 | 第25-26页 |
| 2.6 本章总结 | 第26-27页 |
| 3 电弧3D打印模型截面轮廓快速提取研究 | 第27-43页 |
| 3.1 三维模型获取 | 第27页 |
| 3.2 STL文件读取 | 第27-30页 |
| 3.2.1 STL文件格式介绍 | 第27-29页 |
| 3.2.2 ASCII格式的STL文件读取 | 第29-30页 |
| 3.3 基于STL文件的截面轮廓提取 | 第30-38页 |
| 3.3.1 三角面片分组排序 | 第31-32页 |
| 3.3.2 交点求取顺序 | 第32-33页 |
| 3.3.3 基于位置关系局部拓扑关系建立 | 第33-35页 |
| 3.3.4 截面轮廓点提取 | 第35-36页 |
| 3.3.5 截面轮廓提取测试 | 第36-38页 |
| 3.4 截面轮廓冗余点剔除 | 第38-41页 |
| 3.4.1 轮廓冗余数据点剔除 | 第38-40页 |
| 3.4.2 无效轮廓环剔除 | 第40-41页 |
| 3.5 本章小结 | 第41-43页 |
| 4 电弧3D打印加工路径规划研究 | 第43-59页 |
| 4.1 截面轮廓半径补偿 | 第43-47页 |
| 4.1.1 等距线生成 | 第43-45页 |
| 4.1.2 偏移点推导 | 第45-47页 |
| 4.2 弧焊扫描填充路径规划 | 第47-51页 |
| 4.2.1 复合扫描路径 | 第47-48页 |
| 4.2.2 优化路径算法实现 | 第48-51页 |
| 4.3 弧焊轮廓轨迹优化 | 第51-58页 |
| 4.3.1 参数三次样条曲线 | 第51-53页 |
| 4.3.2 数据点参数化 | 第53页 |
| 4.3.3 曲线始末处切矢 | 第53-54页 |
| 4.3.4 计算插值 | 第54页 |
| 4.3.5 轮廓环拟合流程 | 第54-55页 |
| 4.3.6 曲线拟合测试 | 第55-58页 |
| 4.4 本章小结 | 第58-59页 |
| 5 电弧3D打印切片软件设计及成形实验 | 第59-75页 |
| 5.1 切片软件设计 | 第59-62页 |
| 5.1.1 功能分析 | 第59页 |
| 5.1.2 软件开发 | 第59-62页 |
| 5.2 运动精度测试 | 第62-63页 |
| 5.3 成形实验 | 第63-74页 |
| 5.3.1 单层单道焊缝成形实验 | 第63-65页 |
| 5.3.2 轮廓轨迹拟合成形实验 | 第65-66页 |
| 5.3.3 单层多道焊缝成形实验 | 第66-67页 |
| 5.3.4 长方体模型打印实验 | 第67-69页 |
| 5.3.5 失效模具打印实验 | 第69-74页 |
| 5.4 本章小结 | 第74-75页 |
| 6 总结与展望 | 第75-77页 |
| 6.1 总结 | 第75页 |
| 6.2 展望 | 第75-77页 |
| 致谢 | 第77-79页 |
| 参考文献 | 第79-83页 |
| 附录 | 第83页 |
| A.作者在攻读硕士学位期间参与的主要科研项目 | 第83页 |
| B.作者在攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 | 第83页 |
