Matlab与Creo联合仿真：基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线重构方法与流程

本发明涉及一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法，属于计算机图形学技术领域。

背景技术：

在工业生产中，经常遇到各种类型的曲线，如轴的截面圆轮廓曲线、螺纹的螺旋线、齿轮轮齿的齿廓曲线、相贯线曲线、正弦波信号曲线等，以及形状更复杂的曲线，如汽车车身截面的曲线、塑料模具的截面曲线、螺旋桨叶片轮廓曲线、焊缝曲线等。对于焊缝曲线，某些研究中对焊缝曲线进行仿真时，需要用到曲线的数学模型，这是一般需要事先知道其数学表达式。

在数学上，曲线一般有显式、隐式、参数等表示方式。对于一条平面单值曲线，可以显式地表示为y＝f(x)；对于圆、双曲线、抛物线等平面多值曲线，可以隐式地表示为F(x，y，z)＝0；三维曲线上点的坐标可以用参数表示法表示为参数u的函数x＝x(u)，y＝y(u)，z＝z(u)。

对于简单规则曲线焊缝，如圆、抛物线、正弦曲线等，通常可以用上述曲线表示形式进行表示。对于形状复杂的空间曲线焊缝，用上面的表示方法来表示则非常困难。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法,当欲用Matlab重构已知焊件三维模型中某条空间焊缝曲线，而该焊缝曲线的数学表达式难以确定时，本方法可方便地将曲线离散化，提取离散点坐标，进而将其坐标点应用于Matlab进行曲线重构。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于Creo和Matlab的复杂空间焊缝曲线的重构方法，其特征是，包括如下步骤：

1)建立焊接件模型，对待离散的焊缝曲线进行链化处理，生成一条链；

2)沿步骤1)中生成的链生成起始点，并设置起始点沿该链的正方向起点的偏移量为0，即从该链起点开始进行离散，所述起始点有“比率”和“实数”两种方式，“比率”表示起始点沿该链起点的偏移量所占该链总长度的比例；“实数”表示生成的起始点沿该链起点的具体偏移长度；

3)将步骤2)中生成的起始点沿步骤1)中生成的链进行阵列作为链阵列，阵列点数目为用户自定义数目；

4)将步骤1)中的链和步骤3)中的阵列点导出，并作为模型副本保存，再将模型副本中的点导入到新建的零件模板中，并作为处理后的零件模板保存，最后将处理后的零件模板进行提取，得到离散点在直角坐标系中的x、y、z轴坐标值，并保存待处理；

5)在Matlab中处理步骤4)最后保存的文件，并重构曲线图形。

进一步的，所述步骤1)，链化处理为依次选取要离散的曲线，复制即可使之合并为一条链。

进一步的，将依次选取曲线的顺序定为该链的正方向。

进一步的，所述步骤3)，沿链阵列时满足阵列点数目与增量的乘积为1，用于将整条链离散化。

进一步的，所述步骤5)，读取曲线离散点坐标信息并绘制曲线模型。

进一步的，所述步骤1)，根据焊件的实际结构尺寸在Creo中进行三维建模。

本发明所达到的有益效果：

利用Creo软件对复杂焊缝曲线的离散化操作简单，可方便地将导出的离散点坐标应用于Matlab进行重构，进而可以将重构模型应用于如路径优化的结果显示，而不需得到焊缝曲线的数学表达式，从而提高工作效率。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是重构结果的曲线坐标示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

为使本发明实现的技术方案、技术特征、达成目的与功效易于明白了解，下面以两冲压件焊接模型为例，通过提取其焊缝曲线，并对该曲线进行离散化来进一步阐述本发明。

根据图1所示，本发明对两冲压件焊缝曲线的离散化过程的具体实施步骤如下：

(1)先建立目标模型，依次选取要离散的曲线，复制即可使之合并为一条链。这里依次选取曲线的顺序即为该链的正方向。

(2)沿步骤(1)中生成的链生成起始点，并设置起始点沿该链的正方向起点的偏移量为0，即从该链起点开始进行离散。这里生成起始点有“比率”和“实数”两种方式。“比率”表示起始点沿该链起点的偏移量所占该链总长度的比例；“实数”表示生成的起始点沿该链起点的具体偏移长度。本方法选用“比率”方式生成起始点APNT0；

(3)沿步骤(1)中生成的链阵列起始点：输入阵列点数目为100，增量为0.01。在步骤(2)中生成起始点的方式为“比率”，故这里使阵列点数目与增量的乘积为1即可将整条链离散化。

(4)将离散点导出为.igs格式的文件：保存模型副本为.igs格式。导出时选择基准曲线和点，即只将生成的基准曲线和点导出；

(5)新建零件模版，并将步骤(4)中保存的.igs格式的文件导入。这里，不导入曲线，即只将相关点导入，将这些点保存为.pts格式的文件。

(6)利用Excel打开步骤(5)中保存的.pts文件，其中的3列分别为提取的100个离散点在直角坐标系中的x、y、z轴坐标值。将文件另存为.xls格式，文件名为seam.xls。

(7)在Matlab中读取第(6)步中保存的文件，并重构曲线图形。重构结果见图2。具体步骤如下：

71)读取步骤(6)中保存的离散点坐标信息；

72)将读取的文件中第1、2、3列分别作为x、y、z坐标；

73)绘制曲线，线型为点划线；

74)栅格显示。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

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