基于骨架树的机械零件三维模型检索方法

提出了一种基于骨架树进行机械零件三维模型检索的方法。检索分为两个阶段。第一阶段首先提取机械零件三维模型骨架,然后将骨架转换成骨架树并用邻接矩阵来描述骨架树的拓扑结构特征,通过比较邻接矩阵特征值之和迅速完成零件拓扑结构匹配,实现零件的初步筛选。将大量与待匹配模型拓扑结构差异较大的模型过滤掉,极大地减少了第二阶段的匹配计算量。第二阶段首先寻找匹配的骨架子树,其次在匹配子树的基础上搜索骨架枝匹配对,进而采用空间离散曲线的曲率和弗朗内特标架进行空间曲线相似性计算,得到整个骨架形状相似度。通过实例验证与试验分析,该方法快速有效,具有较高的准确性和良好的鲁棒性。     

基于深度图像的不规则零件检索技术研究

提出了一种基于深度图像的三维零件模型的检索技术，通过比较模型在三个方向上的投影图像来进行零件本身的相似距离计算。该检索算法首先对零件模型进行方位规范化，然后将其投影到三个正交平面上，对投影图像利用不变矩和极半径傅里叶变换分别提取图像特征，其联合特征向量可以很好地进行图像比较，最后加权三个图像之间的相似距离得到三维模型的相似距离。该算法充分利用了机械零件自身的特点，有较好的检索性能。     

基于特征的工程领域CAD模型检索技术

为利用CAD模型中的特征造型信息提高检索精度,提出一种以CAD模型特征拓扑结构为骨架、以特征为单元、以特征生成曲面的几何性为细节的模型检索方法。采用CAD平台二次开发技术,从CAD模型中提取各个造型特征的约束、依赖及建模参数信息,构建特征拓扑关系集、造型参数集与几何生成面集;依据几何性质对特征几何生成面进行分类,以曲面相似性计算为基础建立特征相似性计算方法;根据特征拓扑关系集构建模型特征拓扑骨架图,在定义特征权重的基础上,利用几何传递性对骨架图进行简化,采用计算最大公共子图的方法判定检索模型与被检模型的相似度。实验结果表明,该方法能够有效实现相似CAD模型检索,具有较好的精度。     

基于递归分割的机械零件三维形状结构检索方法

为实现设计重用,须对已有设计实例进行检索,实例检索中最为困难的是形状的相似性比较,为此提出基于递归分割的机械零件三维形状结构检索方法。生成模型凸包围盒获取机械零件的初始位置并对其进行归一化变换,再生成自适应有界分割面对实体进行分割,检测分割过程中实体的几何和拓扑参数变化,递归建立有序满二叉树,结合工程特征构建特征矢量,比较特征矢量的相似性获得非根结点实体的相似度,按广度优先变权遍历有序满二叉树,通过非根结点实体的相似度比较,获得各机械零件三维形状结构的相似度。将基于递归分割的机械零件三维形状结构检索方法在原型系统中对不同粒度的设计基元进行验证和应用,结果表明,该方法具有较高的计算效率和判断精度,能够快速准确地反映机械零件的总体轮廓形状和局部细节结构,对于实现设计重用提高设计效率具有重要意义。     

复杂网络下机械零件三维轻量级识别方法

为精准获取机械零件尺寸，明确产品质量是否达到安全标准，提出一种复杂网络下机械零件三维轻量级识别方法。将机械零件三维信息转换为复杂网络下加工数据，利用邻接矩阵描述网络节点与边的内在关联，创建机械零件三维模型；把零件数据点拟作局部多项式曲面，推算各点在曲面内的投影残差，计算特征点相关指数，使用折线生长技术提取模型特征线；将三维模型变换成体素矩阵，确立不同三维特征间的差异，通过二维典型视图训练卷积神经网络，在正、反向传播运算后输出三维轻量级识别结果。仿真结果表明，所提方法有效提升了机械零件三维模型识别精度与效率，鲁棒性强，为机械零件的高质量生产提供可靠数据支持。     

三维CAD模型检索方法的优化研究

随着三维CAD模型库模型数量的增加,会导致其检索效率大幅度降低,针对这一问题,提出了一种基于机械结构形态的三维CAD模型检索优化方案.采用数据分组聚合技术,分析了三维模型相似性特征,提出了模型相似性比较矩阵、模型相似链等聚类方法,简化了模型检索流程;通过对分布式计算框架工作原理的分析,融合基于机械结构形态的三维CAD模...     

钣金CAPP中实例检索的灰色关联方法

在基于实例推理的钣金工艺设计系统中,实例检索是充分利用现有工艺知识和专家经验的有效途径,是系 统实现的关键。本文在采用实例索引、直接匹配和相似匹配三级实例检索策略基础上,应用灰色理论的灰色关联分 析方法,建立了基于灰色关联分析的相似匹配方法模型,并给出其算例。应用该实例检索策略和相似匹配方法可以 提高实例检索速度和实例匹配准确性。     

基于机械结构形态的三维CAD模型检索

针对三维CAD模型检索相似度度量特征信息不完备问题,提出基于机械结构形态的三维模型检索方法.通过分析机械结构形态的基本特征,构建基本体形态位置相似比较的黄金分割相似系数,研究基本体形态姿态相似比较的方向向量、法向向量比较规则,并定义曲线轮廓值指标计算基本体形态的轮廓相似度.综合上述3个比较指标及坐标系变换相似度,提出基于机械结构形态的三维CAD模型粗检索方法.并通过基本体转换模型特征相似度计算方法的研究,提出三维CAD模型精检索方法.通过实例验证结果表明,所提检索算法有效地实现了模型外形特征、几何尺寸、拓扑关系等信息的比较,提高了检索结果的准确性,同时实现了以机械结构形态为查询对象的三维模型检索.     

机械结构形态提取方法

为简化三维模型检索过程、提高机械结构设计效率,在分析结构骨架的基础上提出机械结构形态提取方法。基于常用基本体的构造特征提出一个基本体转换模型,将基本体统一成扫掠体的表达模式。基于该模型研究了单面基本体、变尺度多面体、等尺度多面体的基面选择规则,提出基本体形态提取规则和基本体形态融合规则,实现了机械结构形态的提取。通过螺旋扶蔗器实例说明了机械结构形态的提取过程,并验证了机械结构形态提取方法的可行性。所提方法为机械结构特征简化的研究提供了新方向,为机械原理形态的研究奠定了理论基础。     

机械零件3D网格模型的特征线提取

特征线是三维网格模型的重要特性,对网格简化、特征识别等具有重要的意义。针对机械零件3D网格模型,提出了一种特征线提取方法。首先,基于二面角阈值进行模型特征边的提取,设定模型二面角阈值,如果模型相邻三角面公共边的二面角大于阈值,则将该公共边设定为模型特征边。随后,删除偶然越过阈值的冗余特征边,并且对提取出的散乱特征边进行相应排序处理,使其成为首尾相连的封闭链环,从而获得模型的封闭特征线。最后,采用机械零件3D网格模型实例验证了该算法的可行性与准确性。     

Local scale-based 3D model retrieval for design reuse

3D model retrieval plays an important role in product design reuse. We present a local scale-based model retrieval methodology for 3D mechanical parts library. On the grounds that most of the mechanical parts have visible main planes, we firstly propose a novel approach, i.e., the plane comparison-based pose normalization. This approach was employed complementally with principal component analysis (PCA for short) on the normals of the model's face to perform rotation invariance. After pose normalization, the model is scaled locally along a certain axis so that the size of its local features can be adjusted reasonably. In this way, the feature vectors of the scaled model can represent all the local features. The feature vectors of the deformed model are extracted by the real spherical harmonics. Finally, the feature vectors and the scale factors are used in an experiment for similarity comparison. Experimental results showed that the proposed method outperformed five other methods on the National Design Repository dataset and our own complex mechanical parts dataset.     

往复式骨架油封模具自动化设计技术研究

针对骨架油封模具设计周期长的问题,通过对往复式骨架油封进行研究,以模具设计为出发点,对模具中关键分型线的确定方法进行了研究,并分析了余胶槽、顶杆和相关壁厚等关键地方的变形规律,建立了数学模型。采用自顶向下的建模方法对模具总体装配及零件进行建模,依据模具设计规则,从油封三维模型的几何特征中提取构成模具型腔的各个零件及其分型线的关键特征,形成封闭的型腔特征曲面,进而利用这些特征曲面切除装配结构中的各个模板零件内侧特征,获得模具型腔结构特征,完成模具详细设计。该设计方法实现了骨架油封模具随油封尺寸自动变形设计,大大提高了设计效率。     

基于复杂网络的三维CAD装配模型模块单元发掘

三维CAD模型蕴含丰富的可重用结构知识,为了从已有三维CAD装配模型中提前获得模块知识,促进对复杂三维装配模型的理解与重用,提出了一种基于复杂网络的三维CAD装配模块单元发掘方法.首先融合装配零件的结构、功能、材料关联信息进行零件关联强度综合评价;然后以关联强度矩阵为基础构建三维装配模型所对应的关联关系网络,在此基础上...     

一种基于法向量分布特征的机械零件模型手绘草图查询接口

提出一种面向三维机械零件模型检索的手绘草图查询接口。首先,利用模型的法向量最大分布方向来辅助主成分分析（PCA）算法对三维模型的空间姿态进行旋转归一,使得模型投影视图和用户手绘草图的视角一致;然后采用一种二维图像相似性比较算法衡量用户草图和模型投影视图之间的相似性,从而得到与用户提交的查询草图相似的三维零件模型。实验结果表明所提出的手绘草图查询接口能够让用户快速地表达查询意图,且具有较高的检索准确性。     

基于灰色关联度的框架式断路器故障诊断方法

针对断路器故障诊断技术中智能识别算法过于复杂的问题,提出了一种基于灰色关联度的框架式断路器故障诊断方法,该方法利用灰色综合关联度描述故障特征序列曲线之间的几何相似度来判断故障的归属,充分利用故障特征本身的变化趋势。其首先提取触头振动信号局部均值分解能量矩或分合闸线圈电流信号集合经验模态分解能量矩,经归一化后形成能量矩序列,将该能量矩序列与不同故障状态下的参考序列进行灰色综合关联分析,根据最大关联度原则确定故障类型,其中灰色综合关联度各指标的权值系数利用熵值赋权法得到。对断路器触头分合闸机械结构故障和操作附件分合闸线圈回路故障进行了诊断测试,结果表明,该方法能够准确有效地完成对断路器不同故障的诊断。     

机床丝杠进给系统热误差测点优化及实验

针对丝杠进给系统热误差监测点多,且测点之间存在复共线性影响热误差建模精度的问题,提出了一种综合测点优化的方法。首先利用Pearson相关性分析筛选出相关性较高的点,其次利用灰色关联法求出各温度变量间的灰色关联度并由此建立模糊相似矩阵,再采用模糊聚类和F分布统计确定最优测点组合后,由偏相关性分析剔除弱相关变量并建立热误差线性回归模型。在某龙门加工中心进行实验验证,结果表明温度测点由12个减小到3个,丝杠热误差由13μm减小到10μm。     

A neural network approach to the classification of 3D prismatic parts

This paper presents a neural network approach to the classification of 3D prismatic parts based on their global shape information modelling. In this approach, a 3D part is modelled by the contours of its three projected views, which are approximately represented by three rectilinear polygons. The global shape information of each polygon is modelled by its simplified skeleton, which originally is of a tree structure and can be represented by several vectors by a conversion method. These vectors are the input to a polygon classifier which is constructed on the basis of the back-propagation neural network model. The classification results of polygons can be used to group the 3D prismatic parts into families in a hierarchical manner, by setting different levels of similarity criteria. The proposed method for classifying 3D workpieces can be used to enhance the productivity of design and manufacturing processes. By retrieving and reviewing similar parts from the part families, the designers or process planners could be greatly assisted in performing a new task. That is, they can avoid the reinvention of an existing design and can create a new design by modifying existing ones.     

基于灰色关联度分析法的微铣削毛刺研究

基于灰色关联度分析法研究微铣削工艺系统各因素对被加工零件毛刺产生的影响规律,通过建立毛刺产生的故障树模型,将毛刺产生定义为顶事件,影响毛刺产生的因素定义为底事件,导致顶事件发生的充分且必要的底事件集合定义为最小割集。建立了典型故障特征矩阵和待检模式向量,计算出了最小割集和顶事件的发生概率、各底事件的重要度以及各最小割集的关联度。对关联度较大的前三个最小割集进行了微铣削加工实验验证,实验结果与灰色关联度分析法的计算结果相吻合,灰色关联度分析法为微铣削毛刺的预测及控制提供了一种有效方法。