船體曲面鋼板成型自動(dòng)化檢測(cè)方法研究.pdf

1、水火彎板是鋼板無(wú)模成型工藝中一項(xiàng)極具特色的技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用于造船生產(chǎn)中。在船體復(fù)雜曲面鋼板水火成型自動(dòng)化加工技術(shù)研究中，對(duì)曲面成型的自動(dòng)檢測(cè)與判別是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前在船廠的生產(chǎn)中還是主要依賴熟練工人的經(jīng)驗(yàn)和手工完成，檢測(cè)效率低，檢測(cè)誤差較大。手工經(jīng)驗(yàn)型的水火彎板檢測(cè)模式在速度上和質(zhì)量上都己很難滿足現(xiàn)代造船生產(chǎn)的需要，這已經(jīng)成為制約船舶建造周期和質(zhì)量的一個(gè)瓶頸問題。加工后外板成型的自動(dòng)化判別是重要的研究?jī)?nèi)容，是一個(gè)亟待解決的難題。同時(shí)

2、，也是實(shí)現(xiàn)水火彎板自動(dòng)化加工的重要組成部分。 本文研究的對(duì)象是基于“大型復(fù)雜曲面鋼板水火成型產(chǎn)品機(jī)器人”激光測(cè)量獲得的船體外板曲面三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。由于測(cè)量?jī)x器的精度、操作者的經(jīng)驗(yàn)及物體表面質(zhì)量等原因，不可避免地引入誤差數(shù)據(jù)，作者應(yīng)用曲線檢查法以及二次取中值方法對(duì)測(cè)量的曲面點(diǎn)云數(shù)據(jù)去噪光順處理，從而有效抑制噪聲數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)曲面建模及匹配精度的影響。另外，由于測(cè)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)比較密集，對(duì)以后的曲面重構(gòu)及匹配的運(yùn)行效率有很大影響，提出重采樣技術(shù)

3、，大大地減少數(shù)據(jù)量，并得到規(guī)則拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，為曲面重構(gòu)做好準(zhǔn)備。采用NURBS樣條曲面方法進(jìn)行船體外板曲面重構(gòu)，調(diào)用語(yǔ)言VC++和OpcnGL圖形工具顯示船體外板曲面三維模型。 本文對(duì)比實(shí)際重構(gòu)鋼板曲面與設(shè)計(jì)曲面模型，進(jìn)行輪廓度誤差評(píng)價(jià)。提出了改進(jìn)的迭代最近點(diǎn)(ICP)算法，主要分兩步進(jìn)行：初始匹配和精確匹配。以鋼板曲面的重心及曲面的四個(gè)角點(diǎn)建立的法矢量為聯(lián)系特征，進(jìn)行粗匹配，并把它的結(jié)果作為精確匹配的初始值，利用ICP法