基于遗传算法的复杂平面曲线轮廓度误差评定

针对不规则曲线轮廓度误差评定中存在的问题,提出了一种基于非均匀有理B样条(NURBS)插值与遗传算法相结合的复杂曲线轮廓度评定方法,对离散数据点表示的理论轮廓进行3次NURBS插值反算控制点,建立了理论轮廓曲线的数学模型;采用实数编码的遗传算法求解测量点与理论轮廓曲线位置偏差,消除了由于位置偏差引起的轮廓度评定的不精确问题;阐述了测量点到理论轮廓最短距离的求解算法和步骤。实验结果表明该方法能够快速获得较好的误差评定结果。     

复杂曲面的计算机辅助测量原理

本文研究按最小区域原则评定复杂曲面和曲线轮廓度误差的理论和方法,建立复杂曲面和曲线的计算机辅助测量的数学模型,得出轮廓度误差的描述函数,计算机判别和评定方法,最后讨论了误差分离和测头半径的影响等问题。     

椭圆轮廓度误差几何遍历搜索算法

结合椭圆几何特性及其相关的评定问题的研究现状,提出了椭圆轮廓度误差的遍历搜索算法。该算法的原理是以最小二乘椭圆两焦点为初始参考点,按一定的规则分别布置一系列的网格点构造辅助焦点,依次以各辅助点为假定理想椭圆焦点,构造一系列的辅助椭圆作为假定理想椭圆。计算测量点到这些假定理想椭圆的距离极差,最终实现椭圆轮廓度误差的最小区域评定。实例验证表明:该算法可以有效、正确地评定椭圆轮廓度误差。     

基于点云数据的自由曲面加工误差评定

针对自由曲面加工误差检测困难的问题,提出了一种自由曲面加工误差评定方法。该方法以高精度蓝光扫描仪获取到的点云作为实测数据,以自由曲面的立体印刷模型作为理论模型。首先设置动态偏差阈值去除点云的远距离噪声,利用基于曲面变化度的局部离群系数方法去除点云的近距离噪声;然后采用最近点迭代算法分离点云位置误差的旋转量,以自适应粒子群算法依据最小区域原则分离位置误差的平移量;最后对点云进行基准变换后,计算点云与模型之间的偏差。实验结果表明,相对于最近点迭代算法,所提方法计算的位置误差向量均方根误差减小了66%,轮廓度减小了18%。提出方法的位置误差分离精度更高,轮廓度误差评定更准确,适用于扫描点云对自由曲面的加工误差评价,可以有效判断出超差区域。     

圆锥盘素线线轮廓度误差测量方法

探讨了在普通测量仪上实现对曲线线轮廓度测量与评定的可能性·根据工件缺乏描述方程的实际特点,采用3次样条插值的方法,建立了曲线的描述方程,采用误差补偿技术修正了由于测量方向的不重合而导致的系统误差,推导了从线轮廓度误差中分离出工件安装定位误差的数学模型,并进行了计算机仿真·结果表明,这种数学模型能够对定位误差进行有效的分离,分离精度较高·由数学模型、评定方法和计算引入的误差之和小于04μm,充分证明了算法的可靠性、可行性·     

基于微粒群算法的复杂曲面轮廓度误差计算

针对复杂曲面轮廓度误差计算的数学模型比较复杂,并且难以用传统数值优化方法求解这一问题,提出了一种基于微粒群算法(PSO)并结合等参数线区域来计算复杂曲面轮廓度误差的方法.根据UNRBS曲面的u和v参数构造等参数线区域,通过微粒群算法在等参数线区域内搜索与测量点距离最近的点,实现了复杂曲面轮廓度误差的计算.实验结果表明,该方法搜索速度快,计算精度高,用于求解曲面轮廓度误差是行之有效的.     

一种自适应的涡旋型线轮廓度误差评定方法

提出了一种基于包络线法 ,并结合优化技术来评价涡旋型线轮廓度误差的数据处理方法 .该方法优点在于在涡旋型线轮廓度误差评定过程中能自动实现加工基准与测量基准的适应性调整 ,以此分离加工基准与测量基准之间的位置误差 ,消除位置误差对轮廓度误差评定结果的影响 .经实际应用证实 ,该方法简便、合理 ,为科学地评价涡旋型线轮廓度提供了依据     

平面曲线轮廓度误差评定的算法分析

为准确测定平面曲线轮廓度误差，本文提出一种平面曲线轮廓度误差评定的数学模型及其计算方法。文中首先通过对测量曲线特征点的平移和旋转完成粗调，进而通过坐标轮换法按最小条件原则实现平面曲线的最佳匹配以消除测量时的定位误差；针对测量的关键问题——点到曲线的最短距离，文中提出了一种新颖的法矢定界法，不必事先对复杂曲线进行单调处理，通过矢量积运算得出测量点到曲线最短距离的所有局部解，再求出其最小值即为测量点到曲线的最短距离。计算实例验证了该算法的可行性和实用性。     

基于IGES的自由曲面误差评定的研究

分析了IGES文件格式及B样条曲面的数据记录格式，从CAD模型中提取了曲面信息，探讨了自由曲面的轮廓度误差评定方法，采用共轭梯度法优化了测量点至曲面误差的计算，并以汽车的加油小门为例，验证了系统的可行性，提高了计算效率。     

结合分割逼近和粒子群法的燃气轮机叶片轮廓度误差计算

阐述了燃气轮机叶片复杂曲面轮廓度误差计算的关键问题,采用非均匀有理B样条曲面描述了燃气轮机叶片,定义了燃气轮机叶片复杂曲面轮廓度误差并建立了相应的数学模型.采用分割逼近法计算测点到曲面的最小距离,以提高数据处理速度;结合粒子群和分割逼近法,通过六维坐标变换迭代,使叶片的理论模型计算与实际轮廓测试达到最佳匹配,最终获得燃气轮机叶片轮廓度误差.结合分割逼近和粒子群法来计算燃气轮机叶片轮廓度误差,理论上可以收敛于全局最优解,符合最小区域法的评定标准.该算法易于计算机实现,非常适用于三坐标测量仪.     

求解共轭齿形的轮转曲线等距偏移法

针对传统共轭齿形求解方法无法解决奇异点的问题,提出轮转曲线等距偏移法。分析了共轭曲线的等距偏移特性,推导出轮转曲线等距偏移线方程,基于该方程进行了圆弧齿廓的共轭齿形计算;采用圆弧逼近方式,以轮转曲线等距偏移线族求解任意齿廓的共轭齿形,并以含齿顶尖点的渐开线齿廓曲线为例进行共轭齿形计算;讨论了该方法的原理性误差,优化了该方法的求解精度。计算验证表明:相比于传统共轭齿形求解方法,轮转曲线等距偏移法能解决奇异点问题,且无需求解啮合方程,在齿廓曲线曲率半径变化率较小且存在奇异点时,用该方法求解共轭齿形优势明显。     

样条曲线轮廓钢管弯曲成型模型与CAE分析

提出样条曲线轮廓钢管弯曲成型工艺的CAE方法．根据弹塑性理论建立了钢管弯曲回弹模型,提出圆弧链拟合模型和多折线拟合模型分别对样条曲线轮廓钢管进行拟合,并根据回弹模型和拟合结果确定弯曲工艺参数．研究结果表明：采用17段折线拟合试件样条曲线,只需一副模具,误差均在2mm之内,提高了工艺设计效率和可行性,在机械制造领域具有实用价值．     

基于最少控制点的非均匀有理B样条曲线拟合

针对叶片型线的优化设计,提出采用自适应方法提取合适的节点来插值非均匀有理B样条(NURBS)曲线的算法,实现了满足一定精度要求的数据点云拟合以及控制点的计算.该方法首先通过点云外形特征提取主特征点,把主特征点作为节点插值NURBS曲线,通过德布尔递推公式求解控制点,然后根据误差及曲率信息自适应地增加节点反复迭代,直到达到要求的拟合误差精度,从而简洁有效地实现了大量数据点云的拟合.相比传统方法,该方法能够更快地达到要求的逼近精度,同时将误差与曲率信息结合起来调整节点,不仅适合于有局部大曲率及有噪声点的数据点云的曲率计算,而且可用于估计插值节点的数量和工业逆向设计中空间曲面控制点的提取,为优化设计奠定了良好的基础.     

异构总线多协议网关设计及其在电除尘监控系统中应用

针对工业网络通信中多种现场总线存在的异构性,提出了一种新的多协议转换通信模型,设计了异构总线多协议网关;采用数据映射和命令缓冲方法,实现了在过程级和现场级两级总线之间的异步访问,有效提高了通信转换效率.对过程级监控设备中数据刷新速度的分析及所设计网关在电除尘监控系统中的应用表明:所提出的异构总线多协议网关设计方法可避免过程级异构总线设备同时访问现场设备时的通信冲突,能够有效减小系统采集周期,并能充分发挥过程级总线高速通信的优势.     

基于遗传算法的挤压模具型腔形状优化设计

以磨损为目标建立优化数学模型,采用B样条函数插值描述模具型腔轮廓形状,基于有限元和修正的Archard磨损模型计算结果训练BP神经网络,建立模具型腔控制点与目标函数之间的映射关系,计算遗传算法的适应度值,优化模具型腔．研究结果显示：采用本方法得到的模具型腔形状,与锥形模相比,沿其表面最大磨损深度降低了63．9％,磨损深度分布均匀,说明此设计方法可行．     

叶片截面线特征点的快速提取及其实验研究

针对叶片加工过程中的测量效率问题,从叶片截面线的曲率突变性出发提出一种提取截面线特征点的方法.根据截面线离散点积分曲线的单调性将截面线划分为曲率平滑区域与曲率突变区域,综合离散点曲率与区域性质选取基本特征点.构造B样条曲线逼近原始曲线,直到两曲线之间的Hausdorff距离满足预设阀值,完成特征点提取.计算及实验结果表明,特征点分布疏密程度与截面线曲率变化相关.在阀值为0.05mm的条件下,算法平均压缩率达到98%,平均计算时间为103 s.相比传统方法,该方法能快速收敛到设定误差,对提高叶片测量效率有一定指导意义.     

螺杆压缩机型线设计的逆命题法

螺杆压缩机的泄漏情况与螺杆的啮合线及泄漏三角形有密切关系,以往的型线设计是先确定其中一转子的端面型线来求取其啮合线及其共轭曲线,本文直接从较为理想的啮合线出发,反过来求取螺杆的共轭型线,也就是应用逆命题的方法。本文导出了从啮合线求取共轭型线的积分方程,以螺杆常用型线为例加以说明,并进一步阐明了对以离散点给出的任意啮合线求取螺杆共轭型线的方法,为优化设计螺杆齿形提供了有效的方法。     

基于曲线拟合的移动目标卫星动态跟踪方法

研究卫星对移动目标的动态跟踪问题,主要解决卫星的实时指向计算。本文在已知移动目标的位置信息情况下,建立卫星观测目标的空间几何模型;利用STK（Satellite Tool Kit）软件辅助构建卫星对移动目标的指向序列,设计跟踪曲线的分段拟合方法;建立在时统误差影响下卫星视轴切换的约束模型。通过实验验证了分段曲线拟合方法对于减小误差的有效性,可以较好地提高卫星对移动目标跟踪的准确性和时效性。     

铝合金阳光房水槽型材的挤压模具设计与制造

通过对铝合金阳光房水槽型材的外形结构要求进行分析,介绍了该型材挤压模具的结构布局、模芯尺寸、型孔尺寸及模具工作带等设计要点,并以实际生产工艺论述了超长悬臂阳光房水槽型材的模具加工关键点。采用UG软件建立铝合金阳光房水槽型材挤压模具的3D模型,用高精度的CNC数控设备对该模具进行粗、精加工,有效保证了模芯、进料孔及下模焊合室的精度。线切割以基准面为水平面、工艺孔为中心分中加工,上、下模具同心加工且无误差。实验表明,采用先进的加工工艺、高精度的数控设备对水槽挤压模具进行加工,可以提高精度、减少误差,并且可以实现量产。