在機檢測中曲面拓撲特征重建和檢測點分布關鍵技術研究.pdf

1、加工質量信息的獲取、表達、傳遞和利用是數字化制造技術的重要內容。在機檢測系統(tǒng)的使用能夠有效的提高高檔數控裝備的使用效率,降低生產成本。本文圍繞在機檢測中曲面拓撲特征重建和檢測點分布的關鍵技術展開了深入研究,并構建了復雜空間型面在機檢測系統(tǒng)。
　　 對三角面片進行拓撲重建和曲面劃分是解決在機檢測系統(tǒng)中零件模型表面特征識別的前提條件之一。本文在建立點.邊拓撲關系的基礎上,提出了基于關聯(lián)-散列結構三角網格拓撲重建方法,在濾除冗余數據的

2、同時完成拓撲關系的建立,并對STL(stereo lithographic)模型的基本拓撲關系進行拓展,提出了一種基于無向圖結構關系模型的曲面劃分方法。通過計算實例驗證了上述算法的高效性和有效性。
　　 根據工件的幾何特征及其參數確定采樣策略,并進行采樣點的選擇和布局是在機檢測系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)之一。本文根據三角面片法向量在高斯球面的映射圖像判定自然二次曲面幾何特征,將快速聚類法和Gauss-Newton法相結合,提出了一種針對S

3、TL模型數據文件格式特點的自然二次曲面特征參數提取方法。對于一般隨機采樣方法的局限性,分析了CVT(Centroidal Voronoi Tessellations)結構采樣法和可展曲面的特點,提出了基于CVT結構的可展曲面采樣策略。
　　 針對曲面采樣點布局算法對于離散數據環(huán)境下的復雜曲面測點布局的局限性,通過引入局部網格曲率特性參數,構建了基于三角面片微分幾何特性的網格簡化方法,提出了基于三角形折疊的復雜曲面離散數據檢測點布

4、局策略；并構造了連續(xù) LOD(Level Of Detail)模型,建立了不同層次網格之間距離值相對于簡化三角形數量的擬合曲線方程,驗證了曲率權值優(yōu)化方法在離散數據環(huán)境下對提高復雜曲面采樣點布局精度的有效性。
　　 最后,在對在機檢測系統(tǒng)進行功能需求分析的基礎上,搭建了在機檢測系統(tǒng)的原型實驗平臺,提出了復雜空間型面在機檢測系統(tǒng)的層次化結構功能模型,并采用計算機建模和仿真技術開發(fā)了在機檢測過程仿真模塊,結合規(guī)范化報告輸出技術,建立