【摘要】：近年來(lái),三維激光掃描測(cè)量技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于自動(dòng)化制造的實(shí)現(xiàn)提供了重要的技術(shù)保障。傳統(tǒng)的復(fù)合材料狹長(zhǎng)箱體環(huán)筋加工采用人工打磨的方法,不僅效率低,精度難以保證而且粉塵大,嚴(yán)重影響操作人員的身體健康。為了實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料狹長(zhǎng)箱體的自動(dòng)化打磨和裝配,提高生產(chǎn)效率,必須實(shí)現(xiàn)箱體的自動(dòng)化測(cè)量,用三維激光掃描儀獲取箱體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。本文對(duì)所獲取的復(fù)合材料狹長(zhǎng)箱體點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型的預(yù)處理、特征識(shí)別、特征尺寸提取及縱環(huán)筋匹配優(yōu)化算法進(jìn)行了深入的研究,并在理論算法的研究基礎(chǔ)之上,開(kāi)發(fā)了環(huán)筋打磨信息自動(dòng)生成系統(tǒng)。論文的主要研究工作與成果包括:(1)針對(duì)復(fù)合材料狹長(zhǎng)箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致點(diǎn)云模型特征提取困難的問(wèn)題,本文對(duì)傳統(tǒng)點(diǎn)云特征提取方法的不足之處進(jìn)行了分析,提出了一種基于法向量和排序歐式聚類(lèi)(Normal Vector and Sorted Euclidean Clustering,NV-SEC)的復(fù)合材料狹長(zhǎng)箱體環(huán)筋匹配部分快速提取方法。該方法可以快速地提取得到箱體環(huán)筋的匹配部分,為后續(xù)縱環(huán)筋的自動(dòng)匹配奠定了基礎(chǔ)。(2)本文在對(duì)環(huán)筋寬度及位置信息提取的基礎(chǔ)上,提出了一種基于枚舉的余量?jī)?yōu)化算法。該算法可以準(zhǔn)確地得到環(huán)筋與縱筋的最佳裝配位置,即環(huán)筋最優(yōu)的打磨余量,從而得到環(huán)筋打磨后的特征尺寸,實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料狹長(zhǎng)箱體打磨前后特征信息獲取的目的。(3)本文利用VS2013與QT集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了基于狹長(zhǎng)箱體測(cè)量數(shù)據(jù)的環(huán)筋打磨信息自動(dòng)生成系統(tǒng),并開(kāi)展了實(shí)例測(cè)試與分析,驗(yàn)證了所開(kāi)發(fā)相關(guān)模塊的實(shí)用性和有效性。目前,以上研究已應(yīng)用于復(fù)合材料狹長(zhǎng)箱體打磨信息的自動(dòng)生成系統(tǒng)中,并通過(guò)企業(yè)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試,可以用于復(fù)合材料狹長(zhǎng)箱體的自動(dòng)化制造。
【圖文】：

圖 3.6 歐式聚類(lèi)分割示意圖式聚類(lèi)分割的主要原理是對(duì) m 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行考察，這 m 個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)每一個(gè)類(lèi)中包含若干個(gè)具有相同特性的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。對(duì)這 m 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)關(guān)系，將具有最小距離的兩類(lèi)合并為一類(lèi)，重新計(jì)算類(lèi)與類(lèi)之間的距所有類(lèi)之間滿(mǎn)足預(yù)先設(shè)定的最小間距或數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)的要求，便分割類(lèi)分割的具體公式如式(3-5)所示。21( ) ( )ni j ik jkkd p q p q 基于 SEC 的環(huán)筋匹配部分提取過(guò)局部平面擬合法求取環(huán)筋的法向量之后，根據(jù)環(huán)筋邊緣法向量的整個(gè)復(fù)合材料狹長(zhǎng)箱體點(diǎn)云模型的環(huán)筋邊緣信息提取出來(lái)，如圖 3.7

圖 4.6 縱筋規(guī)格由圖 4.6 可以看出，對(duì)于所有型號(hào)的縱筋，其槽口寬度都是一致的，只是槽口之間的間距不同。對(duì)于 ZJ-3 及 ZJ-6.5L 型的縱筋其相鄰槽口之間的間距致的；ZJ-6.5R 型有三個(gè)槽口(對(duì)應(yīng)的 F11、F10、F9 這三根環(huán)筋)之間的間距同的，其余是相同的；ZJ-7 型有四個(gè)槽口(對(duì)應(yīng) F7、F6、F5、F4 這四根環(huán)間的間距不同，其余是一致的。雖然縱環(huán)筋匹配的基本算法相同，但由于標(biāo)準(zhǔn)件縱筋之間存在著如此細(xì)微別，需要對(duì)算法做一些較小的改變。本文所提出的余量?jī)?yōu)化算法是在枚舉算基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，因此本文首先對(duì)枚舉算法加以介紹。3.2 枚舉算法枚舉算法通常被稱(chēng)為窮舉法[64]，于 1979 年由 Valiant 首次提出[65]，是一種泛應(yīng)用的算法。枚舉法本質(zhì)上是一種搜索算法，它對(duì)所有可能的解進(jìn)行一一，每一種可能的解對(duì)應(yīng)一種結(jié)果，在所有結(jié)果中找出最優(yōu)的結(jié)果所對(duì)應(yīng)的解
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TB33;TN249;TP311.52

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本文編號(hào)：2675464