钣金设计中不规则图形的自动描绘方法

    引言

    钣金设计时常因用户的特殊要求而需要绘制大量的非标准化的不规则二维图形，手工绘制此类图形费时费力，效率低下，而且精度也不高。本文提出一种对此类图形的自动描绘及计算其面积的方法。用激光对产品的外形边界进行检测照明，用面阵CCD， 实时记录图形检测结果，再把记录结果输入到计算机中，用合适的数值计算方法实现图形描绘及面积值计算的同步完成。

    2 测绘原理及面积算法

    利用面阵CCD， 直接完成图形信息的采集、转换、存储和输出。如图1 所示，落在面阵CCD上图形边界的P点坐标为：
   

    式中，m、n分别是面阵CCD，上的行、列光敏元标号；a、b 分别是面阵CCD， 上行列光敏元间隔尺寸。考虑到光学成像系统的放大率β ，实际图形边界的坐标为：
   

    对于图形面积的计算，为节省计算机存储空间且具备实时性，我们设计了图形面积的积分算法，其计算原理如图2所示。

    图形上P点的列投影面积为：式中为P点在面阵CCD上对应的光敏元的行列坐标；为的顺序相邻点的列坐标。将面阵CCD的参数代入有：