一種識別以有理B樣條曲面形式表達的旋轉曲面的方法技術

本發明專利技術涉及零件加工特征識別領域，具體的說是一種識別以有理B樣條曲面形式表達的旋轉曲面的方法。包括如下步驟：步驟1：輸入有理B樣條曲面；步驟2：根據輸入的有理B樣條曲面，考察單獨u方向和v方向的單變量B樣條曲線是否表示的都是圓弧，若不都是圓弧，則記下u方向和v方向上的單變量B樣條曲線；步驟3：分別求所有圓弧的圓心，并判斷圓心是否在同一條直線上是則記下這條直線；步驟4：判斷所有圓心所在的直線是否和每一條圓弧所在的平面垂直，若垂直則說明該曲面是旋轉曲面；步驟5：輸出“該曲面是旋轉曲面”。本發明專利技術同現有技術相比，可以判斷有理B樣條曲面是否是旋轉曲面，并進一步分析其旋轉曲面的母線和旋轉軸，方便后續的顯示、處理和加工。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及零件加工特征識別領域，具體的說是一種識別以有理B樣條曲面形式表達的旋轉曲面的方法。
技術介紹
在不同的CAD/CAM系統中進行數據交換時可能會采用多種不同的數據格式，如IGES、STEP等，這些數據格式對同一三維零件可能會有多種不同的表達，需要這些零件表達進行特征識別才能還原出三維的零件。數學上對于“旋轉曲面”的定義為：以一條平面曲線繞其平面上的一條直線旋轉一周所成的曲面叫旋轉曲面；做為旋轉的中心的直線被稱為旋轉軸，另一條平面曲線被稱為母線。CAD/CAM軟件中常常會將實際為“旋轉曲面”的零件表面以“有理B樣條曲面”的形式進行記錄、表達和輸出。因此，需要一種可以判斷這些有理B樣條曲面是否是旋轉曲面，若是則進一步求出該旋轉曲面的母線和軸線的方法。目前國內的CAD/CAM軟件還無法將這種用有理B樣條曲面形式表達的旋轉曲面正確的識別為旋轉曲面。
技術實現思路
本專利技術為克服現有技術的不足，設計一種識別以有理B樣條曲面形式表達的旋轉曲面的方法，該方法能夠判斷有理B樣條曲面是否表達的是一個旋轉曲面，若是則進一步分析出其旋轉曲面的母線和旋轉軸，以方便進行后續的顯示、處理和加工。為實現上述目的，設計一種識別以有理B樣條曲面形式表達的旋轉曲面的方法，其特征在于包括如下步驟：(1)步驟1：輸入有理B樣條曲面；(2)步驟2：根據輸入的有理B樣條曲面，考察單獨u方向的單變量B樣條曲線是否表示的都是圓弧，同時考察單獨v方向的單變量B樣條曲線是否表示的都是圓弧，若得到的u方向和v方向上的單變量B樣條曲面都不是圓弧，則輸出“不是旋轉曲面”，否則記下u方向和v方向上的單變量B樣條曲線，并轉步驟3；(3)步驟3：若u方向和v方向上的單變量B樣條曲線都是圓弧，則分別求所有圓弧的圓心，并判斷所有圓心是否都在同一條直線上，若圓心在同一條直線上則記下這條直線，并轉步驟4，否則輸出“不是旋轉曲面”；(4)步驟4：判斷所有圓心所在的直線是否和每一條圓弧所在的平面垂直，若不垂直則輸出“不是旋轉曲面”；若垂直則說明該曲面是旋轉曲面，轉步驟5；(5)步驟5：輸出“該曲面是旋轉曲面”，且步驟3中圓心所在直線即為旋轉面的旋轉軸，步驟2中非圓弧方向上的單變量B樣條曲線是其母線。本專利技術同現有技術相比，可以判斷有理B樣條曲面是否是旋轉曲面，并在判斷出是旋轉曲面的情況下，進一步分析其旋轉曲面的母線和旋轉軸，從而方便進行后續的顯示、處理和加工。附圖說明圖1為本專利技術的流程圖。圖2為本專利技術中實施例的控制節點示意圖。圖3為本專利技術中實施例的曲面造型圖。具體實施方式下面根據附圖對本專利技術做進一步的說明。如圖1所示為本專利技術的流程，包括如下步驟：(1)步驟1：輸入有理B樣條曲面；(2)步驟2：根據輸入的有理B樣條曲面，考察單獨u方向的單變量B樣條曲線是否表示的都是圓弧，同時考察單獨v方向的單變量B樣條曲線是否表示的都是圓弧，若得到的u方向和v方向上的單變量B樣條曲面都不是圓弧，則輸出“不是旋轉曲面”，否則記下u方向和v方向上的單變量B樣條曲線，并轉步驟3；(3)步驟3：若u方向和v方向上的單變量B樣條曲線都是圓弧，則分別求所有圓弧的圓心，并判斷所有圓心是否都在同一條直線上，若圓心在同一條直線上則記下這條直線，并轉步驟4，否則輸出“不是旋轉曲面”；(4)步驟4：判斷所有圓心所在的直線是否和每一條圓弧所在的平面垂直，若不垂直則輸出“不是旋轉曲面”；若垂直則說明該曲面是旋轉曲面，轉步驟5；(5)步驟5：輸出“該曲面是旋轉曲面”，且步驟3中圓心所在直線即為旋轉面的旋轉軸，步驟2中非圓弧方向上的單變量B樣條曲線是其母線。實施例：有理B樣條曲面是由兩個方向的控制點網格、兩個節點矢量及其單變量B樣條基函數的乘積來定義的，其表達式為：S(u,v)=Σi=0nΣj=0mNi,p(u)Nj,q(v)wi,jPi,jΣi=0nΣj=0mNi,p(u)Nj,q(v)wi,j]]>其中，Pi，j為給定空間的(m+1)×(n+1)個點列，構成一張控制網格，wi，j為權因子，Ni，p(u)和Nj，q(v)分別為沿u向p次和沿v向q次的B樣條基函數。控制點網格Pi，j可以決定曲面的形狀。確定參數(u,v)就可以得到曲面上唯一對應的一個點，若只確定參數u，v中的一個，則得到曲面上對應的一條B樣條曲線。如圖2和圖3所示，由有理B樣條曲面定義可以得到，當旋轉體的旋轉軸與XYZ軸中的某一軸平行時，一個有理B樣條曲面表示的是一個旋轉面的充分必要條件是：a)曲面的u，v兩個方向中，某一個方向的b樣條曲線全部是圓弧；b)這些圓弧的圓心全部在一條直線上；c)這條直線和所有圓弧所在的平面垂直。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種識別以有理B樣條曲面形式表達的旋轉曲面的方法，其特征在于包括如下步驟：(1)步驟1：輸入有理B樣條曲面；(2)步驟2：根據輸入的有理B樣條曲面，考察單獨u方向的單變量B樣條曲線是否表示的都是圓弧，同時考察單獨v方向的單變量B樣條曲線是否表示的都是圓弧，若得到的u方向和v方向上的單變量B樣條曲面都不是圓弧，則輸出“不是旋轉曲面”，否則記下u方向和v方向上的單變量B樣條曲線，并轉步驟3；(3)步驟3：若u方向和v方向上的單變量B樣條曲線都是圓弧，則分別求所有圓弧的圓心，并判斷所有圓心是否都在同一條直線上，若圓心在同一條直線上則記下這條直線，并轉步驟4，否則輸出“不是旋轉曲面”；(4)步驟4：判斷所有圓心所在的直線是否和每一條圓弧所在的平面垂直，若不垂直則輸出“不是旋轉曲面”；若垂直則說明該曲面是旋轉曲面，轉步驟5；(5)步驟5：輸出“該曲面是旋轉曲面”，且步驟3中圓心所在直線即為旋轉面的旋轉軸，步驟2中非圓弧方向上的單變量B樣條曲線是其母線。

【技術特征摘要】
1.一種識別以有理B樣條曲面形式表達的旋轉曲面的方法，其特征在于包括如下步驟：(1)步驟1：輸入有理B樣條曲面；(2)步驟2：根據輸入的有理B樣條曲面，考察單獨u方向的單變量B樣條曲線是否表示的都是圓弧，同時考察單獨v方向的單變量B樣條曲線是否表示的都是圓弧，若得到的u方向和v方向上的單變量B樣條曲面都不是圓弧，則輸出“不是旋轉曲面”，否則記下u方向和v方向上的單變量B樣條曲線，并轉步驟3；(3)步驟3：若u方向和v方向上的單變量B樣條曲線都是圓弧，則分別求所有圓弧的圓心，并判斷所有圓心是否都在同一條直線上，若圓心在同一條直線上則記下這條直線，并轉步驟4，否則輸出“不是旋轉曲面”；(4)步驟4：判斷所有圓心所在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：代田田，龔瀾希，
申請(專利權)人：上海柏楚電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31