基于几何形状相似性的工艺实例检索

提出一种基于匹配零件几何形状的工艺实例检索方法．根据B-Rep实体表示法,构造形状向量邻接矩阵（FVAM）以表达零件几何形状,并给出了基于FVAM的工艺实例模型形式化定义;通过抽取表征FVAM的特征参数建立了一个有效的实例索引机制,研究了形状相似性及实例相似性的计算方法;最后给出了工艺实例检索过程的算法实现．该方法具有较好的通用性和实用性,已在具体应用中验证了方法的可行性．     

箱体类塑件注射模三维造型方法

基于ＡｕｔｏＣＡＤ Ｒ１２工作平台,以箱体类塑件为对象开发了一种注射模ＣＡＤ系统,该系统提出了一种新的高级体素单元－切片体素;提出了利用二维塑件图形来获得三维塑件几何造型的图形数据输入方法和能完成复杂成型零件的三维几何造型技术;设计了相关的系统数据库接口,实现了系统各模块内部数据的集成统一等关键技术;给出了模具三维装配造型和装配图纸生成实例。     

基于样图的排样及其样图检索方法

为解决不规则图形排样问题,讨论了基于实例(样图)的推理方法在零件排样问题中的应用,给出了基于样图的排样系统结构.此方法的一个关键问题是在已知待排的零件组和板料的前提下,如何从样图库中检索出相应样图的图形匹配方法.为此提出了基于图形(组)简化骨架的模式编码的串间Findler距离的图形(组)之间相似性检索算法,并给出了算例验证.     

GCT变换及几何图形形状相似性判定

目的 人类的视觉能力可以轻易地判定两个几何图形形状的相似性,但是,这对于计算机来说仍是一个开问题。在计算机视觉应用中,不仅需要对图形形状进行分类和相似性判定,还需要对图形形状的相似性度量给出与人类的视觉判断一致的结果,这是目前图形形状表示和分类算法没有较好解决的问题。方法 通过GCT变换,将图形形状从实数空间的坐标表示变换到复数空间的复数特征向量表示,进而将判定两个几何形状的相似性问题转化为判定它们的复数空间特征向量的相似性问题。GCT变换不仅可以判定图形形状的相似性,它还是可逆的,它可以近似重建原图形形状。结果 GCT变换具有位移、尺度和旋转不变性,它不仅可以判定几何图形形状的相似性,给出与人类视觉判断一致的相似性结果,而且在两个几何图形形状相似的情况下,还能计算出它们的角度旋转和尺度缩放。结论 对于封闭的几何形状,如果几何形状的中心点位于几何形状的内部且过中心点的任一直线与该几何形状有且只有两个交点,理论证明和实验验证,GCT变换可以高效准确地判定这类几何图形形状的相似性,并给出与人类视觉判定一致的结果。     

一种提高FDM三维打印系统成型效率的算法

目前,FDM三维打印系统制件加工时间比较长,成型效率较低。在权衡加工时间和加工精度的前提下,从切片层厚和层扫描速度控制的角度,提出了一种基于面积变化率的自适应切片层厚控制和基于周长变化率的自适应层扫描速度控制相结合的算法。首先通过二维轮廓面积变化情况计算每层切片数据的层厚值;然后用获得的层厚数据对模型进行切片,得到每层可打印的真实轮廓;最后计算每层二维多边形轮廓的周长,并根据周长的变化情况确定该层合适的扫描速度。实际打印测试结果表明,该算法可以有效降低打印时间,提高成型效率,验证了算法的有效性。     

区域化模糊均值高分辨率彩色遥感影像分割方法

基于像素模糊?? 均值算法(FCM) 及其改进算法难以解决高分辨率遥感影像中地物目标光谱测度相似性减弱和几何噪声增大带来的分割难题, 提出一种基于区域的FCM算法. 该方法利用Voronoi 几何划分将影像域划分为子区域, 并用子区域拟合地物目标的几何形状. 在此基础上, 定义区域FCM目标函数, 通过迭代最小化该目标函数实现高分辨率遥感影像分割. 实验结果表明, 与基于像素的FCM和增强FCM方法相比, 所提出方法可以更加精确地实现高分辨率遥感影像分割.

     

基于自动定位分割的图书识别框架

提出一种基于自动定位分割的图书识别算法,主要包括对拍摄图像进行图书封面区域的自动定位、感兴趣区域(ROI)分割、标准形状矫正以及有效区域的特征提取与相似性匹配部分.自动定位分割部分根据图书封面的几何形状特点,通过基于霍夫变换的形状检测算法对自然场景下拍摄的图书封面图像进行有效区域定位,对ROI进行分割并根据逆仿射变换将其矫正到标准形状;然后对获取的有效图书封面区域进行基于改进的尺度不变特征变换(SIFT)的特征点检测和特征描述,并采用词包(BOW)方法对其进行特征量化和码本学习,从而将定位分割出的图书图像与数据库中图书源图像进行相似性匹配.实验结果表明,对包含一定复杂程度背景的图书图像进行准确的定位分割和矫正,在很大程度上影响着基于特征匹配的图书识别技术的精确度.     

基于面固化的快速微成型控制算法设计

针对基于面固化的快速成型技术应用于成型微小器件,设计了一整套的成型控制算法,包括CAD输出STL格式文件、VC环境下对其加载和显示算法,对STL模型的切片算法以及切片后截面轮廓的填充算法。分析了基于该控制算法,利用数字微反射镜器件(DMD)作为动态掩模板来实现面固化成型的制作方法的误差,并与传统的点固化成型法的制作误差进行了比较。结果表明,面固化成型法能够减小误差并提高成型速度,是一种有效的快速成型方法。     

基于对象知识网与近似匹配的EIS重构

研究基于对象知识网(OKM)与近似匹配的企业信息系统(EIS)重构方法.根据EIS模块的相似性,定义重构原,给出知识点及联系原的相似性度量方法.在OKM及信息传递关系网重构运算的基础上,提出基于OKM及近似匹配的EIS重构算法,给出重构过程中的规则.应用实例验证了该重构方法的有效性.     

基于CAD模型的直接快速成型软件

目前国内普遍使用的基于STL模型的快速成型软件在精确度和灵活性上都存在着很多缺陷，在一定程度上影响了快速成型技术在生产中所起的作用，以三维几何造型系统GEMS6．0为平台，实现了一个基于CAD模型的直接快速成型软件，可进行分层、填充、构造支撑体以及生成CLI文件等，针对其中的若干问题给出了相应的算法和应用实例。     

基于医学图像序列面绘制的骨组织快速成型方法

针对人工骨组织快速成型中轮廓线轨迹生成复杂、分层效率低的问题,提出了一种简化三角片模型分层过程的方法。应用移动立方块（MC）算法对医学图像序列进行面绘制重建,根据重建过程的顺序对三角片集合分组,然后采用对边追踪的方法计算切平面与其对应三角片数组的交点轮廓线数据。简化后的分层效率相对于三角网格文件（STL）模型分层平均提高了4.65%。实验结果表明,所提方法可以直接从人体骨组织医学图像序列生成可供3D打印的轮廓线数据,从而实现骨组织的快速成型。     

Osteochondral Integrated Scaffolds with Gradient Structure by 3D Printing Forming

Recently in the area of biological manufacturing and rapid prototyping manufacturing, the bone scaffolds based on the additive manufacturing in repairing bone defects have been paid more and more attention. In the process of preparation, path planning directly affects the structure, performance as well as the final bone cell culture conditions. Due to the special natural bone scaffold structural characteristic, the traditional rapid prototyping(RP) path planning is not fully suitable for the preparation of bone scaffolds. In this paper, based on the 3D printing extrusion forming technology, a method of path planning for osteochondral integrated scaffolds with gradient structure is put forward, which provides a theoretical basis for bone-scaffold modeling and practical preparation. The implementation of the path planning processing system makes it possible to process data automatically from the initial stereo lithography(STL) model of the actual bone defect part by computer X-ray tomography technique(CT) scan or modeling,to generate the path code and to generate the final machining information after post-processing. This work provides some guidelines for independent research and development of automation equipment for biological manufacturing preparation and software technology.The experiment and test results have verified the validity of the path planning method and the good properties of the bone scaffolds with gradient structures.     

一种基于特征视图的实体快速成型法的研究和应用

结合制作工程制图课件和三维CAD的教学实践,提出一种基于特征视图的实体快速成型方法。根据特征视图的不同,划分出单一的特征视图、分解成多个特征轮廓的单个特征视图、不同方向上的多个特征视图、不同方向上的多个特征轮廓等实体成型方法,并总结了一种通过布尔运算交集的快速成型方法。     

Extruder path generation for Curved Layer Fused Deposition Modeling

Extruder path generation for a new rapid prototyping technique named “Curved Layer Fused Deposition Modeling” (CLFDM) has been presented. The prototyping technique employs deposition of material in curved layers in contrast to flat layers as in Fused Deposition Modeling (FDM). The proposed method would be particularly advantageous over FDM in the manufacturing of thin, curved parts (shells) by reduction of stair-step effect, increase in strength and reduction in the number of layers. The criteria for the generation of tool paths for CLFDM are proper orientation of filaments and appropriate bonding between adjacent filaments in same layer and in successive layers.     

FDM复合式路径填充的生成与优化

熔融沉积制造(FDM)是一种用填充方式来得到每层截面的快速成型工艺,由于成型轨迹的走向直接影响到成型件的外观和成型效率,因此选择一种好的成型算法格外重要。在目前现有的成型轨迹中,复合式扫描法由于在制件精度和加工效率上的诸多优势,成为研究的热点。基于分形填充和偏置填充本身所具有的优点,提出了一种复合优化轨迹的方法,并用分而治之算法对生成的路径进行了最大程度的优化,以减少喷头的开关次数和拉丝现象,保证制件的成型精度和强度,并且已成功应用在实际加工中。     

STL数据检验和修复

STL数据文件是快速成型最常用的数据交换文件,STL数据的错误将影响快速成型预处理的进行.本文提出一种STL数据检验和修复算法,它通过对STL数据建立拓扑关系,依据棱与面的关联度快速捕获STL数据的错误.针对不同的STL数据错误采用相应的算法,对STL数据进行有效的修复.     

飞行控制系统快速原型设计与实现

快速原型仿真是实时仿真的一种,它处于产品研发的算法设计阶段与具体实现阶段之间,是产品研制过程中的一个重要环节。介绍了快速原型技术的发展与优势,搭建了基于DSP的快速原型硬件平台;针对仿真平台,开发了simulink下的底层接口驱动;实现了飞行控制系统的仿真模型在快速原型上的自动代码生成,并完成了半实物仿真。研究表明,通过使用快速原型对算法进行验证,可以方便快捷地将simulink模型应用于半实物仿真系统,降低了算法验证的难度,缩短研制周期,并提高仿真系统的灵活性和可靠性。     

Machine path generation for the SIS process

Because of the differences in the nature of rapid prototyping (RP) processes, there is no standard machine path code for them. Each RP process, based on its characteristics and requirements, uses the standard CAD file format to extract the required data for the process. Selective inhibition of sintering (SIS) is a new layered fabrication method based on powder sintering. Like other RP systems, SIS needs a specialized machine path generator to create an appropriate machine path file. Machine path (i.e., boundary path and hatch path) should produce the printing pattern that enables the SIS machine user to easily remove the fabricated part from the surrounding material. A new machine path algorithm, which generates appropriate boundary and hatch paths for the SIS process is proposed. The new machine path generator provides the ability to process CAD models of any size and complexity, the ability for machine path verification before sending the file to the SIS machine, and the ability to fix the possible STL files disconnection errors. In this system, very large STL files can be processed in a relatively small computer memory. The system has been successfully tested on STL files as large as 200 MB. The generated path files have been used in fabrication of several parts by the SIS process.     

RP过程控制系统模块化设计方法

针对RP（rapid prototyping）过程的复杂性,提出一种RP过程控制系统的模块化设计方法。本方法将软件和硬件有机结合,激光加工运动控制模块独立设计,可嵌入不同的RP设备中,有效降低开发成本。系统引入了加工代码查错及图形预览算法,可减少成型失败次数,提高成型效率。大量的实例应用验证了本系统的可行性及稳定性。     

Rapid and flexible prototyping through a dual-robot workcell

With the advancement of CAD/CAM and robot technologies, applying robots for rapid prototyping applications has become a growing trend. However, a single robot can only perform limited prototyping tasks. Compared to a single robot, a dual-robot workcell can have greater structure flexibility, production efficiency, and system reliability due to the inherent parallelism and duality of robots. This paper presents the development and implementation of a dual-robot workcell for prototyping of 3D models. First, kinematic models of both robots in the workcell are established. Then, the concepts of five-axis machining configurations, postprocessing, off-line robot path generation and the dual-robot control scheme are presented. Finally, details of cutting experiments are provided to demonstrate the effectiveness of the system. The results show that the proposed dual-robot workcell is flexible and efficient for prototyping complex components in the current industrial environment.