1.一种基于精密五金模具的三维设计模型渲染方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:获取精密五金模具表面拓扑数据;对精密五金模具表面拓扑数据进行三维网格转换,生成精密五金模具三维网格转换数据;对精密五金模具三维网格转换数据进行特征修复补偿,生成精密五金模具修复数据;
步骤S2:对精密五金模具修复数据进行精密五金模具模型结构分解,生成精密五金模具模型结构数据;基于精密五金模具模型结构数据进行层次三维建模,生成精密五金层次三维模型;
步骤S3:对精密五金层次三维模型进行模型材质转换规则制定,生成材质转换规则;通过材质转换规则对精密五金层次三维模型进行动态渲染,生成精密五金模具动态渲染模型;
步骤S4:对精密五金模具层次渲染模型进行渲染程度分析,生成渲染程度分析数据;对渲染程度分析数据进行渲染性能评估,生成模具渲染性能评估数据;基于模具渲染性能评估数据对精密五金模具综合渲染模型进行渲染调整,以实现精密五金模具三维设计模型渲染实时动态调整。
2.根据权利要求1所述的基于精密五金模具的三维设计模型渲染方法,其特征在于,步骤S1包括以下步骤:步骤S11:利用光学扫描仪对精密五金模具进行表面扫描,从而获取精密五金模具表面拓扑数据;
步骤S12:对精密五金模具表面拓扑数据进行数据预处理,生成标准精密五金模具表面拓扑数据,其中数据预处理包括数据清洗、数据离群点剔除、数据集成和数据标准化;
步骤S13:对标准精密五金模具表面拓扑数据进行数据重构,生成精密五金模具重构数据;对精密五金模具重构数据进行三维网格转换,生成精密五金模具三维网格转换数据;对精密五金模具三维网格转换数据进行曲面拟合,生成精密五金模具三维网格曲面拟合数据;
步骤S14:对精密五金模具三维网格曲面拟合数据进行局部特征提取,生成精密五金模具局部特征数据,其中精密五金模具局部特征数据包括五金模具棱角数据和五金模具曲率数据;基于五金模具棱角数据和五金模具曲率数据对精密五金模具表面拓扑数据进行特征修复补偿,生成精密五金模具修复数据。
3.根据权利要求1所述的基于精密五金模具的三维设计模型渲染方法,其特征在于,步骤S2包括以下步骤:步骤S21:对精密五金模具修复数据进行几何特征提取,生成精密五金模具几何特征数据,其中精密五金模具几何特征数据包括五金模具法线数据和五金模具面积数据;
步骤S22:根据五金模具法线数据和五金模具面积数据对精密五金模具进行特征分类描述,生成精密五金模具分类特征数据,其中精密五金模具分类特征数据包括精密五金模具边界特征数据和精密五金模具凹凸特征数据;
步骤S23:通过精密五金模具边界特征数据和精密五金模具凹凸特征数据进行精密五金模具模型结构分解,生成精密五金模具模型结构数据,其中精密五金模具模型结构数据包括模具底板结构数据、模具成型结构数据和模具操作控制结构数据;
步骤S24:对模具底板结构数据、模具成型结构数据和模具操作控制结构数据进行层次三维建模,生成精密五金层次三维模型,其中层次三维建模包括模具底板模块建模过程、模具成型模块建模过程和模具操作控制模块建模过程。
4.根据权利要求3所述的基于精密五金模具的三维设计模型渲染方法,其特征在于,步骤S24中的模具底板模块建模过程包括以下步骤:对模具底板结构数据进行模具底版结构分析,生成模具底板结构分析数据;对模具底板结构分析数据进行几何建模,生成底板几何模型;
对底板几何模型进行底板材料力学特征分析,生成底板力学特性数据,其中底板力学特征分析包括底板强度力学分析和底板刚度力学分析;根据底板力学特征数据对底板几何模型进行底板受力分析,生成底板受力分析数据;
对底板受力分析数据进行受力均匀性分析,生成底板受力区域均匀性分析数据;基于底板受力区域均匀性分析数据进行底板定位孔布置优化,生成底板定位孔布置优化数据;
通过底板定位孔布置优化数据进行螺栓孔固定,生成底板固定螺栓孔位置数据;
通过底板固定螺栓孔位置数据和底板定位孔布置优化数据对底板几何模型进行底板热稳定性分析,生成底板热稳定性分析数据;基于底板热稳定性分析数据和底板受力分析数据对底板几何模型进行模型结构散热调整,生成模具底板模块。
5.根据权利要求3所述的基于精密五金模具的三维设计模型渲染方法,其特征在于,步骤S24中的模具成型模块建模过程包括以下步骤:对模具成型结构数据进行模具腔几何结构分析,生成模具腔几何结构分析数据;对模具腔几何结构分析数据进行模具腔几何建模,生成模具腔几何模型;
根据模具底板模块对模具腔几何模型进行模具内部空腔空间体积计算,得到模具腔内部空间体积数据;基于模具腔内部空间体积数据进行模具芯模型设计,生成模具芯几何模型;
基于模具腔几何模型和模具芯几何模型进行模具内部冷却通道布局,生成模具内部冷却通道数据;对模具内部冷却通道数据进行通道相交分析,生成模具内部冷却通道相交数据;将模具内部冷却通道相交数据和预设的标准通道相交阈值进行对比,当模具内部冷却通道相交数据大于或等于预设的标准通道相交阈值时,则对相应的模具内部冷却通道进行区域分割,生成高负荷冷却通道;当模具内部冷却通道相交数据小于预设的标准通道相交阈值时,则对相应的模具内部冷却通道进行标记,生成低负荷冷却通道;
根据高负荷冷却通道和低负荷冷却通道进行热传导模拟,生成高负荷通道热传导模拟数据和低负荷区域热传导模拟数据;基于高负荷通道热传导模拟数据和低负荷区域热传导模拟数据进行进料口以及排气口布置,生成进料口数量数据和排气口数量数据;
通过进料口数量数据和排气口数量数据对高负荷冷却通道和低负荷冷却通道进行模腔填充气泡区域划分,生成高气泡区域和低气泡区域;利用高气泡区域和低气泡区域对高负荷通道热传导模拟数据和低负荷区域热传导模拟数据进行气泡热熔分析,当高负荷冷却通道处于高气泡区域时,对进料口数量数据和排气口数量数据进行第一气口调整,使得排气口数量数据始终大于进料口数量数据,生成进料排气第一调整数据;当低负荷冷却通道处于高气泡区域时,对进料口数量数据和排气口数量数据进行第二气口调整,使得排气口数量数据大于或等于进料口数量数据,生成进料排气第二调整数据;
当高负荷冷却通道处于低气泡区域或低负荷冷却通道处于低气泡区域时,则对进料口数量数据和排气口数量数据进行第三气口调整,使得进料口数量数据大于排气口数量数据,生成进料排气第三调整数据;根据进料排气第一调整数据、进料排气第二调整数据、进料排气第三调整数据进行工作填充模拟,生成模具成型模块。
6.根据权利要求3所述的基于精密五金模具的三维设计模型渲染方法,其特征在于,步骤S24中的模具操作控制模块建模过程包括以下步骤:利用模具成型模块和模具底板模块对模具操作控制结构数据进行导向元件建模,生成导向定位元件几何模型;对导向定位元件几何模型进行模具运动空间分析,生成模具X轴运动数据、模具Y轴运动数据和模具Z轴运动数据;
根据模具X轴运动数据、模具Y轴运动数据和模具Z轴运动数据对导向定位元件几何模型进行推动力分析,生成模具运动推动力数据;基于模具运动推动力数据对导向定位元件几何模型进行顶针机构设计,生成模具顶针机构数据;
对模具顶针机构数据进行弹簧紧固件参数化,生成模具顶针弹簧紧固件参数化数据;
利用模具顶针弹簧紧固件参数化数据对模具顶针机构数据进行模具余料评估,生成模具余料评估数据;
基于模具余料评估数据进行切割刃设计,生成模具切割刃;利用模具切割刃基于模具顶针机构数据对导向定位元件几何模型进行模具模型空间切割,生成模具操控控制几何模型;对模具操控控制几何模型进行运动学模拟分析,生成模具操控控制模块,其中运动学模拟分析包括顶针动作分析和弹簧回弹分析;
将模具操控控制模块、模具成型模块和模具底板模块进行模块集成,生成精密五金层次三维模型。
7.根据权利要求1所述的基于精密五金模具的三维设计模型渲染方法,其特征在于,步骤S3包括以下步骤:步骤S31:对精密五金层次三维模型进行模具材质分析,生成精密五金层次材质分析数据;对精密五金层次三维模型进行材质属性收集,生成精密五金层次材质属性分析数据;
步骤S32:基于材质分配算法通过精密五金层次材质属性分析数据和精密五金层次材质分析数据进行材质分配,生成精密五金层次材质分配数据;将精密五金层次材质分配数据映射至精密五金层次三维模型中进行模型材质关联,生成材质属性映射数据;
步骤S33:根据材质属性映射数据进行模型材质转换规则制定,生成材质转换规则;通过材质转换规则对精密五金层次三维模型进行动态渲染,生成精密五金模具动态渲染模型。
8.根据权利要求7所述的基于精密五金模具的三维设计模型渲染方法,其特征在于,步骤S33包括以下步骤:步骤S331:根据材质属性映射数据对进行精密五金层次三维模型进行模具模型操作过程划分,生成模型操作过程划分数据;
步骤S332:对模型操作过程划分数据进行模型操作环境数据采集,得到模型操作环境采集数据;基于模型操作环境采集数据对模型操作过程划分数据进行操作部位环境冲击识别,生成模型操作部位环境变化识别数据,其中模型操作部位环境变化识别数据包括高温影响数据和冲击影响数据;
步骤S333:对精密五金层次三维模型进行初始材质添加,生成初始模型材质数据;基于初始模型材质数据对模型操作部位环境变化识别数据进行数据变化监测,当监测到高温影响数据时,则对精密五金层次三维模型相应的模型操作部位进行耐高温合金材料转换,生成高温转换材质规则;当监测到冲击影响数据时,则对精密五金层次三维模型相应的模型操作部位进行高强度合金钢材料转换,生成冲击转换材质规则;
步骤S334:将高温转换材质规则和冲击转换材质规则进行规则集成,生成材质转换规则;通过材质转换规则对精密五金层次三维模型进行模型视野距离分析,生成模型视野距离数据;
步骤S335:基于模型视野距离数据对精密五金层次三维模型进行视野距离段别渲染,从而生成精密五金模具层次渲染模型。
9.根据权利要求8所述的基于精密五金模具的三维设计模型渲染方法,其特征在于,步骤S335包括以下步骤:步骤S3351:基于模型视野距离数据对精密五金层次三维模型进行视角初始点位置确认,生成模型观测初始视角位置;根据模型观测初始视角位置对精密五金层次三维模型进行视野范围分析,生成模型观测视野范围数据;
步骤S3352:对模型观测视野范围数据进行模型角点分析,生成模型角点数据;利用模型角点数据对模型观测初始视角位置进行角点连接,生成视野角点连线;对视野角点连线进行连线降维投影,生成模型视野角点降维连接线;
步骤S3353:基于模型视野距离数据对模型视野角点降维连接线进行投影距离解析,生成模型视野角点投影距离数据;将模型视野角点投影距离数据进行距离段别划分,生成高距离观测段、中距离观测段和低距离观测段;
步骤S3354:根据高距离观测段、中距离观测段和低距离观测段对精密五金层次三维模型进行层次精度渲染,生成精密五金模具层次渲染模型;
其中层次精度渲染具体步骤包括:
当模型观测初始视角位置处于高距离观测段时,则对精密五金层次三维模型进行低精度渲染;当模型观测初始视角位置处于中距离观测段时,则对精密五金层次三维模型进行中精度渲染;当模型观测初始视角位置处于低距离观测段时,则对精密五金层次三维模型进行高精度渲染。
10.根据权利要求1所述的基于精密五金模具的三维设计模型渲染方法,其特征在于,步骤S4包括以下步骤:步骤S41:对精密五金模具层次渲染模型进行光线追踪模拟,生成光线追踪模拟数据;
根据光线追踪模拟数据对精密五金模具层次渲染模型进行纹理贴图,生成精密五金模具综合渲染模型;
步骤S42:对精密五金模具综合渲染模型进行渲染程度分析,生成渲染程度分析数据;
对渲染程度分析数据进行数据集划分,生成模型训练集和模型测试集;利用支持向量机算法对模型训练集进行模型训练,生成模具渲染性能训练模型;通过模型测试集对模具渲染性能训练模型进行模型测试,生成模具渲染性能预测模型;
步骤S43:将渲染程度分析数据导入至模具渲染性能预测模型中进行渲染性能评估,生成模具渲染性能评估数据;基于模具渲染性能评估数据对精密五金模具综合渲染模型进行渲染调整,以实现精密五金模具三维设计模型渲染实时动态调整。