复杂曲度船体外板展开算法研究

针对复杂曲度船体外板的展开问题,考虑到水火弯板加工工艺特点和船体外板厚度普遍较大,对几何展开算法进行了改进。采用有限单元化的思想,先将曲面离散成板条,再将板条离散成三角形平面进行展开和拼接。针对船体外板厚度大的特点,在展开之前将展开面从型表面偏移到中性层;针对水火弯板加工工艺特点,在板条拼接时消除板条间的重叠部分,保留间隙部分,从而增大展开面积,作为水火弯板加工时收缩的补偿量。为了实现展开的自动化,采用提出的算法开发了船体外板展开软件。采用实船分段对软件进行测试,并与TRIBON软件展开结果进行对比,结果表明,所有测试板的误差在1.0~1.8 mm之间,最大误差不超过2 mm,满足实际生产的需求。

船体外板展开图中辊压线求取算法研究

针对手工求取辊压线效率低且精度不高等实际问题,通过参考TRIBON软件的辊压线求取方法,提出了适用范围更广的船体外板展开图中辊压线的求取算法.采用几何展开算法对外板进行展开;以外板边缘弯曲度最大的两条边作为辊压线的起始边,求取辊压线;基于“保形映射”的思想,通过四次求取映射点来减少映射的形状误差和角度误差,将三维模型上的辊压线映射到展开面中.采用C#编程语言对算法进行开发,与CATIA软件建立数据传输接口,对三维模型进行展开实验.实验结果表明:与TRIBON展开结果相比,展开边长的最大误差不超过2 mm,满足实际生产需求.根据展开的结果对零件进行下料切割,辊压线的求取结果相较于TRIBON的结果,提高了生产效率.

基于机器视觉的船体双曲度板测量方法

为测量加工后的双曲度船体外板,搭建由双目视觉传感器及三维数控平台组成的线结构光扫描测量系统,研究摄像机标定、结构光提取细化、双目立体匹配等算法,通过三维数控平台控制双目视觉传感器扫描运动实现扫描测量。同时完成对板材边缘的测量,为实现以板材边缘为基准的曲面匹配算法创造条件。试验证明,该视觉测量系统x、y方向精度为0.04 mm,z向测量误差小于0.5 mm,均满足工程应用要求。