改进遗传算法与拟随机序列结合评定自由曲线轮廓度误差

为了高效率、高精度检测自由曲线和曲面零件并计算轮廓度误差,提出将改进遗传算法与拟随机序列结合来评定自由曲线轮廓度误差。首先,针对自由曲线因没有已知的解析表达式而常用离散点表示其轮廓的特点,采用非均匀有理B样条(NURBS)来表示自由曲线,并用改进遗传算法优化重建自由曲线;然后,应用拟随机Halton序列均匀产生参数值精确计算点到曲线最短距离。阐述了自由曲线重建时控制顶点及目标函数值的计算方法,确立了改进遗传算法重建自由曲线及采用拟随机序列生成参数值求解点到曲线最短距离的具体步骤。最后,针对仿真实例计算并实测零件曲线轮廓度误差。结果显示,自由曲线轮廓度误差评定精度高于99%,表明提出的方法算法简单、计算速度快、精度高,适于在工程计量中推广应用。

自由曲线B样条最小逼近误差拟合建模

基于最小二乘法 ,采用非均匀单参三次 B样条函数 ,实现了自由曲线离散数据最小逼近误差数学模型的建立 .针对建立的自由曲线拟合数学模型 ,提出了基于等弦高法的非等距拟合节点选择方法 ,大大降低了逼近误差 .

一种快速完备的自由曲线和曲面间最短距离求取算法

提出的柱刀干涉检测是基于最短距离的求取算法,获得刀轴与加工面间的最短距离,进而与刀具半径比较得到最大干涉量.曲线与曲面间最短距离算法从极值点的几何条件出发,利用赋范空间投影法迭代求取极值距离,同时充分考虑了曲线和曲面间的边界距离.保证了求取的正确性和快速收敛性.该算法为数控加工中快速、准确、完备地进行干涉检测提供了理论依据,具有实用价值.

自由曲线轮廓度误差评定中的坐标系自适应调整

提出了自适应自由曲线轮廓度误差评定中 ,坐标系的自适应调整方法。该方法使用对应特征点法与DFP———一维搜索法 ,实现被测曲线与理论曲线之间的自适应性调整。从而 ,分离并消除位置误差对轮廓度误差评定的影响 ,确保曲线轮廓度误差精度。

改进遗传算法用于自由曲线重建研究

提出一种基于改进遗传算法的自由曲线重建方法,该改进遗传算法基于实数编码,采用基于代沟最小的代选择模型,选用BLX-α混合交叉算子,算法简单、优化效率高;其中用非均匀有理B样条表示自由曲线,以重建曲线上点与测得数据点间的欧式距离的平均值作为目标函数,曲线参数化、节点向量及控制顶点的权值通过改进遗传算法优化确定,再根据已确定的数据参数和控制顶点权值用最小二乘法计算控制顶点坐标,完成自由曲线重建。实例证明,该算法不仅计算速度快,重建曲线精度高,而且算法鲁棒性强,可以方便地实现不同次数和不同控制顶点个数的自由曲线重建。

自由曲线加工中刀具半径常规偏置方法的误差分析及其改进

对常规刀具半径偏置方法引入的额外加工误差进行了研究 ,推导了凸、凹自由曲线加工时额外误差的数学表达式 .提出了一种改进的刀具偏置方法 .仿真结果表明 。

自由曲线曲面距离迭代算法的研究及其可视化处理

针对几何造型和数控加工的需要 ,对点到面的投影、曲线曲面距离计算的算法进行了深入的分析 ,注重线面的几何性质 ,采用数值方法形成了精巧实用的迭代算法 .并在MFC下利用OpenGL通用图形接口 ,对算法结果进行了可视化处理 .

基于拟随机序列求解点到自由曲线最短距离

自由曲线因没有已知的解析表达式,轮廓常用离散点表示。在进行计算机辅助几何设计或求解轮廓的形状误差时,无法得到计算点到自由曲线的最短距离。提出用非均匀有理B样条表示自由曲线,应用改进遗传算法重建自由曲线,基于拟随机Halton序列均匀产生数据参数值计算点到重建自由曲线最短距离。实例证实了所提出方法不仅算法简单、计算速度快,而且求得距离能够逼近理论值,精确度非常高,适于在逆向工程及自由曲线轮廓度误差精密评定中推广应用。

三维CAD模型中自由曲线曲面无损压缩算法

针对协同设计环境下三维CAD模型网络传输慢等技术瓶颈,提出了一种针对精确CAD模型中自由曲线曲面的无损编码压缩算法.该算法采用最佳线性预测,并结合IEEE标准单精度浮点型数据的表达特点,引入了尾数差值编码算法,对曲线曲面的控制点信息进行了预测编码无损压缩,避免了现有多边形网格逼近编码压缩算法造成的精度损失和特征信息丢失.实验结果表明:该算法具有良好的压缩效果.

基于B样条的空间自由曲线三维重建

Stereo vision,3D Reconstruction,Spatial free- form curve, B- spline,Affine camera

基于粒子群优化算法的自由曲线双圆弧逼近

针对数控加工中常用大量直线段逼近平面自由曲线,刀具路径在误差、光顺性、程序数量等方面存在的问题,给出了基于粒子群优化算法的双圆弧逼近平面自由曲线方法。建立了优化的数学模型,并通过最大逼近误差和最大圆弧长度两个变量构造了适应度函数。使用粒子群优化算法确定双圆弧的节点,以达到逼近误差最小、圆弧数量最少的目标,进而对整条曲线的逼近进行优化。进行了试验设计,并与其他方法进行了比较,研究结果证实了方法的有效性与优越性。

自由曲线曲面测量中的测点布置与准确度

分析比较了自由曲线曲面测量中三种测点布置方法的Ｂ样条拟合准确度， 得出在测点数相同的情况下按等弦此近似关系和高布置测点拟合准确度最高。在此基础上分析了曲线的拟合误差与弦高的近似关系和得出的结论，以便根据此近似关系和给定拟合误差按等弦高进行测量。

基于BSC和三次样条曲线的两种自由曲线重建方法

提出了两种空间不规则物体的重建方法。在仿射相机模型的假设下,采用BSC样条曲线和三次样条曲线作为重建基元,利用曲线的仿射不变性,重建空间的自由曲线。试验结果证明,相对于传统方法,两种方法在重建精度和复杂度上均有很大改进。

面向控制顶点优化的自由曲线交互拟合技术

针对现有CAD软件中全自动曲线拟合功能存在的控制顶点分布的缺陷,提出并实现了一种新的自由曲线交互拟合技术。通过人工交互手段保证了拟合曲线控制顶点的分布质量,并通过对控制顶点位置的全自动迭代调整,保证了拟合效率及精度,从而较好地满足了自由曲线拟合综合需求。

利用神经网络重构自由曲线的研究

自由曲线重构问题是CAD/CAM工程中的首要问题,为了获得工件的数学模型,需要通过测量的型值点构造曲线。用神经网络的方法对自由曲线进行重构,并通过与三次B样条插值法构建的曲线相比较,以分析由神经网络法拟合复杂曲线的可行性。

自由曲线轮廓数控刀具路径生成及加工

介绍了一种平面自由曲线轮廓用圆弧和直线拟合生成数控加工刀具路径的方法,该方法依据曲率变化情况,对需加工的截面轮廓曲线进行分段,分别用圆弧和直线线段去拟合,采用控制总体最小误差的方法,计算得到拟合圆弧和直线线段的空间位置参数,借助绘图软件,画出拟合的圆弧和直线线段,通过测量计算得到圆弧和直线的端点坐标,然后用简单插补指令生成数控加工刀具路径程序。以某成型刀具刀盘的加工为例,详细介绍了此方法的应用,实现了具有复杂回转面轮廓曲线零件的手工编程加工,经检验应用此方法加工的刀盘零件完全符合相关要求。

线切割CADC/AM系统开发中的自由曲线造型方法的研究

本文介绍了线切割CADC/AM系统的自由曲线生成方法。通过比较Bezier曲线、B样条曲线、非均匀有理B样条(NURBS)曲线等主要造型方法,选择了一种适合线切割CAD/CAM系统的简单、易用的几何造型方法,并阐述其算法。

基于三次样条函数的自由曲线测量中数据处理方法研究

针对自由曲线测量中数据处理繁琐、测点定位及测头半径补偿等问题,提出了一种基于三次插值样条函数的自由曲线测量方法。该方法能精确地拟合出自由曲线轮廓,解决了测头半径补偿的问题。通过计算机仿真,证明了所提出方法的可行性。

加工中心在线测头在自由曲线检测中的应用

从拓宽加工中心在线检测系统功能的角度出发 ,对加工中心在线测头在自由曲线检测方面的应用进行了一定的研究 ,并开发了自由曲线在线检测自动编程系统。提出的自由曲线检测方法从采点数量和检测自动化两方面进行了综合考虑 ,提出了一种折中的检测方法 ,使操作人员在尽量少干预的情况下 ,使采点数量与检测路径在最大程度上反映操作者的要求。

神经网络在自由曲线插补中的应用研究

针对NURBS曲线插补中求导误差大、计算复杂等问题,提出了采用RBF神经网络对自由曲线进行插补的方法;并以弓高误差为约束条件,建立一个进给步长可变的神经网络数控插补模型。另外根据曲线曲率的变化规律找出插补过程中的速度敏感点,在到达该速度敏感点之前将速度降低到指定值,从而进行有效的速度规划。最后在MATLAB平台上进行仿真实验,结果表明,该模型结构简单、计算量小、插补精度高,能够在保证加工效率和加工质量的同时降低柔性冲击。