[發明專利]一種基于圖論的主軸系統數字樣機快速構建方法

有效

• 申請號: 201810440892.5
• 申請日: 2018-05-10
• 公開（公告）號: CN108647433B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 裴世源;洪軍;苗強;王文超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種基于圖論的主軸系統數字樣機快速構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：解析DXF格式的CAD圖紙文件，獲得DXF文件實體段中線段、多線段、樣條曲線、圓(弧)和圓角的數據；

步驟2：將步驟1得到的多線段、樣條曲線、圓(弧)和圓角均轉換為線段，并和步驟1得到的線段構建線段矩陣L₁：

其中，x_i1、y_i1、z_i1(1≤i≤n)分別代表線段i起點的x、y、z坐標，x_i2、y_i2、z_i2(1≤i≤n)分別代表線段i終點的x、y、z坐標；

步驟3：將線段矩陣L₁中的線段按照國際單位制縮放，得到線段矩陣L₂：

L₂＝L₁×α

其中，α代表縮放系數，如果DXF格式的CAD圖紙文件設置的長度單位為“mm”，α為0.001；如果長度單位為“m”，α為1；

步驟4：找出線段矩陣L₂中x、y、z坐標值均最小的點p(x_p，y_p，z_p)，其中x_p，y_p，z_p分別代表點p的x、y、z坐標，將線段矩陣L₂中所有線段進行偏移以保證最終生成的模型以坐標原點為起點，得到線段矩陣L₃：

L₃＝L₂+T

其中，T代表偏移矩陣，

步驟5：構建由線段矩陣L₃中線段端點構成的點集V₁＝{v_1，v₂...v_n}和由L₃中線段構成的邊集E₁＝{e₁，e₂…e_m}，其中v_i代表點i，1≤i≤n；e_i代表邊i，1≤i≤m；

步驟6：檢查邊集E₁中的線段之間是否存在間隙，若存在，連接間隙兩端的點構成線段來閉合間隙，得到新的點集V₂和邊集E₂；

步驟7：將邊集E₂中位于同一直線上的多條線段合并為一條線段，得到新的點集V₃和邊集E₃；

步驟8：檢查邊集E₃中是否存在孤立線段，即不與其他任何線段存在關聯的線段，若存在，刪除該孤立線段，得到新的點集V₄和邊集E₄；

步驟9：構建圖G＝(V₄，E₄)，利用圖論中的深度優先遍歷算法對圖G進行遍歷，查找點集V₄中存在的所有閉環，構建閉環點集V_C0＝{(v_i，v_j...v_x)|v_i，v_j…v_x∈V₄且v_i，v_j...v_x構成閉環}；

步驟10：對閉環點集V_C0進行簡化，只保留基本的閉環，即當前閉環中不再包含其他閉環，得到新的閉環點集V_C＝{(v_i′，v_x′...v_x′)|v_i′，v_x′...v_x′∈V₄且v_i′，v_x′...v_x′構成閉環}；構建閉環邊集E_C＝{(e_i，e_j…e_x)|e_i，e_j…e_x∈E且e_i，e_j…e_x構成閉環}和面積集合S_C＝{s|s＝E_C中的元素圍成的幾何圖形面積}；

步驟11：輸出點集V₄、邊集E₄、閉環點集V_C、閉環邊集E_C和閉環面積集合S_C。