本文關(guān)鍵詞：基于三維模型的智能工藝設(shè)計(jì)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，為制造業(yè)的技術(shù)革新提供了源源不斷的前進(jìn)動(dòng)力，使產(chǎn)品的更新?lián)Q代速率更快。企業(yè)迫切需要通過(guò)提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造效率來(lái)提升其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這對(duì)計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)(CAPP)技術(shù)提出了更高的要求。CAPP是促進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)與計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)進(jìn)行系統(tǒng)集成的樞紐，是制約企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、信息化進(jìn)程的瓶頸，它的發(fā)展對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)效率具有重大意義。然而，傳統(tǒng)的CAPP都是基于二維CAD環(huán)境工作的，這已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前企業(yè)的三維CAD技術(shù)高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)狀。因此，基于三維模型的智能工藝設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 針對(duì)CAD、CAPP、CAM系統(tǒng)的模型數(shù)據(jù)表達(dá)模式各不相同的特點(diǎn)，本文以不依賴于任何系統(tǒng)的中性交換文件STEP作為數(shù)據(jù)載體，分析了STEP文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了三維CAD模型數(shù)據(jù)向CAPP系統(tǒng)的傳輸；設(shè)計(jì)了基于STEP文件的三維模型數(shù)據(jù)提取算法和基于OpenGL圖形庫(kù)的三維模型重建算法。 由于工藝設(shè)計(jì)所使用的是以特征為對(duì)象的數(shù)據(jù)信息，，本文提出了一種基于擴(kuò)展屬性鄰接矩陣的特征識(shí)別方法，將以曲面、邊界、點(diǎn)為描述對(duì)象的幾何信息轉(zhuǎn)換為以特征為對(duì)象的特征信息。該方法首先對(duì)模型的孤立特征進(jìn)行識(shí)別，在已識(shí)別出的孤立特征信息的基礎(chǔ)上成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)模型相交特征的識(shí)別。 針對(duì)模型的特征，本文設(shè)計(jì)了基于規(guī)則匹配的特征加工方案選擇機(jī)制，并將特征加工方案分解為多個(gè)加工元；針對(duì)所有加工元，綜合考慮制造資源約束和工藝優(yōu)先關(guān)系約束，設(shè)計(jì)了基于改進(jìn)蟻群算法的工藝序列優(yōu)化方法。該方法利用雙層蟻群算法，針對(duì)不同加工元，以加權(quán)海明距離為城市距離進(jìn)行優(yōu)化；而針對(duì)相似加工元，以加工元所屬特征之間的幾何直線距離作為城市距離進(jìn)行優(yōu)化，最終得到了整個(gè)模型的最優(yōu)工藝序列。 基于對(duì)相關(guān)智能工藝設(shè)計(jì)技術(shù)的研究，本文設(shè)計(jì)了基于三維模型的3D-CAPP原型系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊的功能進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于中等復(fù)雜模型的工藝設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：三維CAD模型 STEP OpenGL 擴(kuò)展屬性鄰接矩陣 特征識(shí)別 改進(jìn)蟻群算法
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH162
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景、研究目的及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析11-16
• 1.2.1 基于三維模型的數(shù)據(jù)提取和模型重繪技術(shù)11-13
• 1.2.2 基于三維模型的特征識(shí)別技術(shù)13-15
• 1.2.3 工藝序列優(yōu)化技術(shù)15-16
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 基于三維模型的數(shù)據(jù)提取和模型重繪17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 STEP 文件的物理結(jié)構(gòu)分析17-19
• 2.3 基于 STEP 的三維模型數(shù)據(jù)提取19-22
• 2.4 基于 OPENGL 的三維模型重繪22-29
• 2.4.1 OpenGL 的工作原理23
• 2.4.2 NURBS 曲線和曲面的表示方法23-25
• 2.4.3 常規(guī)解析曲線和曲面的 NURBS 表示25-29
• 2.4.4 基于 OpenGL 的曲面繪制與邊界裁剪29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 基于擴(kuò)展屬性鄰接矩陣的特征識(shí)別30-48
• 3.1 引言30
• 3.2 擴(kuò)展屬性鄰接矩陣(EAAM)的定義30-32
• 3.3 邊界的凹凸性判定32-37
• 3.3.1 平面與平面相交所成直線邊界32-33
• 3.3.2 平面和圓柱面相交所成直線邊界33-35
• 3.3.3 平面與圓柱面相交所成圓弧邊界35-36
• 3.3.4 平面與圓柱面相交所成橢圓邊界36
• 3.3.5 平面與圓錐面相交所成直線邊界36
• 3.3.6 圓柱面與圓錐面相交所成圓弧邊界36-37
• 3.4 EAAM 的生成及其子鄰接矩陣的提取37-41
• 3.4.1 擴(kuò)展屬性鄰接矩陣的生成37-38
• 3.4.2 子屬性鄰接矩陣的提取38-41
• 3.5 孤立特征的識(shí)別41-44
• 3.5.1 典型制造特征的預(yù)定義41-42
• 3.5.2 子鄰接矩陣的特征匹配42-44
• 3.6 相交特征的識(shí)別44-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 第4章 基于改進(jìn)蟻群算法的工藝序列優(yōu)化48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 工藝序列優(yōu)化的模型建立48-49
• 4.3 蟻群算法的系統(tǒng)模型49-51
• 4.3.1 蟻群算法的基本原理49-50
• 4.3.2 蟻群算法的基本工作過(guò)程50-51
• 4.4 基于改進(jìn)蟻群算法的工藝序列優(yōu)化51-57
• 4.4.1 特征的加工方案選擇51-52
• 4.4.2 加工元的約束關(guān)系處理52-53
• 4.4.3 不同加工元之間的距離定義53-54
• 4.4.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移準(zhǔn)則54-55
• 4.4.5 狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率55
• 4.4.6 路徑信息素的更新策略55-56
• 4.4.7 蟻群算法的參數(shù)選擇及改進(jìn)56-57
• 4.5 相似加工元的路徑優(yōu)化57-58
• 4.6 工藝序列優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)過(guò)程58-59
• 4.7 本章小結(jié)59-60
• 第5章 基于三維模型的工藝優(yōu)化系統(tǒng)60-71
• 5.1 引言60
• 5.2 3 D-CAPP 系統(tǒng)的總體框架60-61
• 5.3 3 D-CAPP 的各功能模塊及實(shí)例驗(yàn)證61-70
• 5.3.1 三維模型數(shù)據(jù)提取與顯示模塊62-63
• 5.3.2 三維模型的制造特征識(shí)別模塊63-66
• 5.3.3 工藝序列優(yōu)化模塊66-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 致謝78

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1 陳希廉;;礦體三維模型與計(jì)算機(jī)地質(zhì)制圖發(fā)展方向探討[J];有色金屬礦產(chǎn)與勘查;2000年S1期

2 路石;荷蘭用三維模型預(yù)測(cè)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的實(shí)際性狀[J];鐵道建筑;2001年03期

3 曾紅,于喜年,段文東;基于Solid Edge的叉車傾斜油缸CAD系統(tǒng)[J];機(jī)床與液壓;2002年06期

4 蔣海青,郭姣,王君,單越康;基于VBA的斜齒輪三維模型的構(gòu)造[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2003年11期

5 郁志純;二維AutoCAD圖轉(zhuǎn)到SolidWorks中進(jìn)行三維處理的方法[J];機(jī)械工程師;2005年10期

6 侯青林,李衛(wèi)民,張偉;三維實(shí)體造型技巧研究[J];遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào);2005年05期

7 黃陽(yáng);楊后川;劉慶敖;;利用Excel數(shù)據(jù)表開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)件三維模型庫(kù)的方法[J];機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新;2006年01期

8 趙峰;;VRML及其在工程制圖中的應(yīng)用[J];泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2006年04期

9 王建萍;陳培紅;;Y4100Q柴油機(jī)曲柄活塞機(jī)構(gòu)的仿真實(shí)現(xiàn)[J];南通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

10 李一鵬;;天正給排水7.0在建筑施工方面的應(yīng)用[J];科技資訊;2006年28期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 于雁云;林焰;紀(jì)卓尚;陳明;;自升式鉆井平臺(tái)參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)及應(yīng)用[A];2006中國(guó)數(shù)字化造船論壇論文集[C];2006年

2 夏啟兵;馬亞平;朱勇強(qiáng);鄔凌智;;天津港助航設(shè)施模擬仿真研究[A];第二十一屆海洋測(cè)繪綜合性學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2009年

3 張曉蕓;張靜;賈綺林;許天民;;MBT~(TM)托槽系統(tǒng)矯正病例的三維模型測(cè)量研究——矯正前后牙齒的三維位置變化[A];第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)院2004第七屆全國(guó)口腔正畸學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2004年

4 張濤;王臻;尹慶水;張余;盧建熙;李滌塵;賀健康;;復(fù)合人工骨的半膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)的仿生制造[A];第十七屆中國(guó)康協(xié)肢殘康復(fù)學(xué)術(shù)年會(huì)暨第三屆海峽兩岸OS會(huì)議論文匯編[C];2008年

5 卞曉東;邱憬;秦文虎;蔡玉惠;;可摘局部義齒設(shè)計(jì)三維可視化專家系統(tǒng)[A];大珩先生九十華誕文集暨中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2004年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2004年

6 郝守海;;UG二次開(kāi)發(fā)在客車車身三維建模上的應(yīng)用[A];2005年中國(guó)客車學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

7 徐瑞;楊新華;陳傳堯;;三維瀝青混凝土建模的隨機(jī)骨料快速投放技術(shù)[A];慶祝中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)成立50周年暨中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)’2007論文摘要集（下）[C];2007年

8 周美娟;吳健平;;利用Creator構(gòu)建GIS三維模型的方法研究[A];第六屆全國(guó)信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（1）[C];2008年

9 曹家敏;唐建光;朱介壽;;東亞西太平洋邊緣海地球三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)年刊2002——中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第十八屆年會(huì)論文集[C];2002年

10 溫陽(yáng);任愛(ài)珠;;CAD三維模型與建筑企業(yè)信息化[A];勘察設(shè)計(jì)企業(yè)信息化建設(shè)研討會(huì)資料匯編[C];2003年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 記者 吳曉菁;樓盤采光好不好看三維模型就知道[N];廈門日?qǐng)?bào);2011年

2 記者 吳曉菁;樓盤采光好不好看三維模型就知道[N];廈門日?qǐng)?bào);2011年

3 記者 陸偉軍　陳方敏;上海中心城區(qū)三維模型建成[N];中國(guó)測(cè)繪報(bào);2009年

4 董映璧;俄科學(xué)家成功建立人類顱骨三維模型[N];科技日?qǐng)?bào);2003年

5 吉林 劉春鵬;三維模型與背景圖的無(wú)縫合成[N];電腦報(bào);2005年

6 張夢(mèng)然;美證實(shí)地球存在最內(nèi)核并制出三維模型[N];科技日?qǐng)?bào);2008年

7 任鴻儒;專家出招：建三維模型尋防治良方[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2010年

8 小曦;建筑設(shè)計(jì)信息化的飛躍與革命[N];中華建筑報(bào);2008年

9 北京青云航空儀表公司 黃迪生 高級(jí)工程師;用PLM理念夯實(shí)信息化基礎(chǔ)[N];科技日?qǐng)?bào);2005年

10 張中橋;西安建立人工骨三維模型[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 杜卓明;三維模型檢索與壓縮關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西北大學(xué);2012年

2 李朋杰;面向三維模型檢索的特征提取算法研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

3 孫挺;三維模型特征提取技術(shù)研究[D];西北大學(xué);2011年

4 何其真;三維模型的表達(dá)、分析及其在三維仿真與模型檢索中的應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

5 王家樂(lè);基于內(nèi)容的三維模型檢索關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2008年

6 邊前衛(wèi);三維模型檢索中模型查詢接口及特征提取算法研究[D];上海交通大學(xué);2011年

7 桂德竹;基于組合寬角相機(jī)低空影像的城市建筑物三維模型構(gòu)建研究[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2010年

8 潘翔;三維模型形狀分析和檢索[D];浙江大學(xué);2005年

9 田豐林;海量三維模型的交互繪制[D];浙江大學(xué);2010年

10 胡保坤;三維模型內(nèi)容檢索中的相關(guān)反饋和長(zhǎng)期學(xué)習(xí)研究[D];浙江大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張波;基于三維模型的智能工藝設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

2 劉路路;基于三維模型的彈藥智能工藝設(shè)計(jì)技術(shù)[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2012年

3 呂祥;探討基于手繪建立三維模型的工作方式[D];吉林大學(xué);2011年

4 魏煜鋒;風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片三維模型自動(dòng)成型系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研究[D];新疆大學(xué);2010年

5 楚秉智;關(guān)節(jié)特征約束的骨架提取算法及其應(yīng)用研究[D];遼寧師范大學(xué);2010年

6 張軼琛;集裝箱裝卸橋虛擬樣機(jī)的開(kāi)發(fā)與研究[D];上海海事大學(xué);2004年

7 王繪;基于OpenGL的三維展覽應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2006年

8 王軼;中學(xué)教師團(tuán)隊(duì)建設(shè)的三維模型[D];首都師范大學(xué);2009年

9 周定國(guó);膝關(guān)節(jié)力學(xué)性態(tài)的動(dòng)力學(xué)模擬[D];大連理工大學(xué);2006年

10 陸楠;城市虛擬場(chǎng)景規(guī)劃實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：基于三維模型的智能工藝設(shè)計(jì)技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：339154