基于多尺度高度场修正的零件表面形貌建模及应用

针对目前产品设计阶段建立的零件表面模型局限于单一尺度,难以研究零件原始轮廓下的表面形貌对产品质量与性能影响的问题,提出一种基于多尺度高度场修正的零件表面形貌建模方法.首先提出包含加工参数的归一化分数维特征函数来模拟零件表面微观结构,再通过小波分析将零件表面高度场分解到不同的尺度下,并分别进行多尺度基准面评定和结构参数评定.然后提出基于多尺度参数驱动的零件表面形貌修正与合成方法,生成满足粗糙度、波纹度和等效平面度技术要求并叠加了形状的零件表面形貌模型.最后给出了在机床导轨设计分析中的应用实例,验证了文中方法的可行性和实用性.     

切削用量对球头铣刀加工铝合金零件表面粗糙度的影响

本文通过对球头刀铣削(包含平面和斜面的零件表面粗糙度)进行理论和试验研究。建立了两种零件粗糙度经验模型,并分析了铣削加工中表面粗糙度的影响因素。研究发现,刀具每齿进给量是影响零件表面粗糙度的主要因素,增大每齿进给量、切削深度和切削宽度对表面质量不利。在两种经验模型中,指数模型拟合效果好于多项式模型,为实际生产中预测表面粗糙度合理安排工艺方案提供了参考。     

皮肤表面血流三维可视化仿真研究

研究虚拟手术系统中皮肤表面血流三维可视化问题.在以往的研究中,多数集中于血液在光滑皮肤表面流动的研究,而对皮肤表面粗糙度考虑甚少,导致真实性低的问题.为解决真实性问题,提出一种改进牛顿流体控制方程外力项的方法,将皮肤表面粗糙度的影响量化为摩擦力后附加在控制方程的外力项上,提高仿真的真实性.模型渲染时使用改进的Marc-hing Cubes等值面构造算法来进行绘制,提高仿真的实时性.实验结果表明,改进方法能够很好地体现出皮肤表面粗糙度对血液流动的影响.     

基于B-rep的工件表面动态几何模型

在NC（Numerical Control）仿真中,工件三维图形处理是一项关键技术。既要实现几何造型的显示功能,又要求三维图形具有可加工性、加工成品的信息具有可记录性。为此,采用B-rep（边界表示法）模型和面向对象技术相结合的方法,设计一种记录NC仿真中工件形状数据变化信息的数据结构,构建NC仿真系统中工件表面动态几何模型。实现NC仿真中每个数控刀位工件加工表面的生成与判断。NC仿真完成后,可以判断零件的加工表面与非加工表面,进而分析零件表面加工质量（表面粗糙度）。     

基于曲率优化的机器人砂带磨削轨迹规划

针对复杂曲面零件砂带磨削编程效率低、精度差的问题,基于B样条曲线曲面重构和机器人离线编程技术,提出了一种根据关键接触点曲率值生成工业机器人磨削轨迹的方法.首先,利用零件表面上需要进行砂带磨削的关键接触点和积累弦长参数化法构造节点矢量,从而计算出磨削轨迹的B样条基函数;其次,根据控制顶点反求矩阵得到全部未知控制点和3次B样条加工曲线;然后,分析关键接触点之间的曲率变化率和弧长,对关键点细化生成符合磨削工艺要求的目标点;最后,通过求解双3次B样条插值曲面方程获得目标点的加工姿态.以水龙头磨削为例进行试验,结果表明曲率优化算法磨削的零件表面轮廓形状明显优于截面法,且其粗糙度值能稳定在0.082 μm左右,可以有效提高工件表面加工质量.     

便携式表面粗糙度测试仪设计

针对现有零件表面粗糙度测量仪器专业性强、操作复杂、现场测量能力差的问题,基于单片机和光纤传感器设计了一套便携式的表面粗糙度测试仪;首先介绍了光纤位移传感器和测试仪的的工作原理,然后对便携式表面粗糙度测试系统的硬件电路和软件进行了分析设计;该系统为零件表面粗糙度的现场测量提供了新途径.     

三维零件模型的工程图输出系统

本文在通用绘图软件AutoCADR12平台上研讨了三维零件模型的工程图表达形式，着重分析了三维零件模型的三视图、剖视图的工程表达方式以及零件尺寸的自动化标注，提出了在AutoCADR12上实现它们的原理和途径。同时，系统补充了图幅及格式的确定、局部放大、形位公差及表面粗糙度的标注等工程图表达的辅助形式，以符合实际工程的要求。     

AutoCAD中表面粗糙度符号的标注

AutoCAD是Autodesk公司开发的一种大型计算机辅助绘图软件，它功能强大，性能稳定，广泛应用于建筑、机械等设计领域。在机械设计中绘制零件图必须清楚地表达零件精度，而反映机械零件精度的三大指标是尺寸公差、形位公差和表面粗糙度。在AutoCADR１４或R２０００软件中已有尺寸公差、形位公差的标注命令，但表面粗糙度却没有，在对某些零件图表面粗糙度要求较多的情况下，标注零件图的表面粗糙度是一项十分繁琐的工作，笔者经过多年实践，运用插入带属性的表面粗糙度符号图块的方法进行表面粗糙度符号的标注，不仅能提高了标注效率，…     

使用Lloyd Relaxation的物体表面网格化

根据输入的物体表面点云生成与表面点云拓扑结构一致且几何形状接近的三角网格,在计算机图形学建模中具有很重要的作用,提出一种基于Lloyd relaxation的模型表面点云网格化方法.首先从输人点云中随机选取一些样本点,样本点的数目可以指定;然后运用扩展的Lloyd relaxation算法将这些样本点沿着物体表面移动;当得到一个近似均匀的样本点分布后,运用改进的"crust"算法根据这些样本点生成三角网格.通过在每次relaxation过程中减少网格和曲面间体积的方法,使生成的三角网格与原始表面点云的几何形状接近.实验结果证明,该方法能正确、有效地生成输入点云模型的三角网格,并可以运用在三维物体表面重建和网格简化上.     

三维零件模型的工程图输出系统

本文在通用绘图软件ＡｕｔｏＣＡＤＲ１２平台上研讨了三维零件模型的工程图表达形式，着重分析了三维零件模型的三视图、剖视图在工程表达方式以及零件尺寸的自动化标注，提出了在ＡｕｔｏＣＡＤＲＥ１２上实现了它们的原理和途径。同时，系统补充了图幅及格式的确定，局部放大、形位公差及表面粗糙度的标注等工程图表达的辅助形式，以符合实际工程的要求。     

利用三目视觉获得复杂曲面的边界曲线

复杂零件表面几何模型的构造是逆向工程的研究重点，根据零件表面数据提取零件表面的边界是构造零件几何模型的关键步骤．提出了基于三目视觉方法提取和构造复杂曲面边界的技术．将一台摄像机固定在三坐标测量机(CMM)横梁上，通过沿X，Y方向移动CMM从而获得物体在空间三个不同位置的图像；从一幅图像中提取反映物体边界的特征点，通过与其他两幅图像匹配得到这些特征点的空间坐标，最后以这些特征点构造出物体边界的B样条曲线。     

逆向工程中基于三目视觉自动提取并构造复杂曲面边界技术

在逆向工程中复杂曲面零件表面的几何模型的构造是研究重点之一，根据零件表面 的数字化数据提取零件表面的边界是构造零件几何模型的关键步骤．本文提出基于三目视觉 方法来提取和构造复杂曲面边界的技术．从一幅图像中提取反映物体边界的特征点，再利用 图像匹配方法得到这些特征点的空间坐标，最后以这些特征点构造出物体边界B样条曲线．     

MasterCAM软件投影加工功能的应用

MasterCAM投影加工是将已经产生的刀具路径或几何图形(曲线、文字、点等)投影到已加工的曲面,生成切削曲面的刀路轨迹.可以完成零件表面的文字雕刻,在曲面上雕刻花纹或漂亮的几何图案等.     

表面粗糙度测试仪中光纤传感器的设计

现有零件表面粗糙度测量大都是接触式测量,或者操作复杂,专业性强.针对这些问题,提出了利用光纤传感器实现表面粗糙度的现场非接触式测量.首先介绍了光纤位移传感器的工作原理,为了消除环境光和电源波动、噪声干扰对测试结果的影响,采用了双通道光纤传感器,介绍了双通道光纤传感器的原理,并设计了光纤传感器的尺寸和电路.最后对光纤传感器的性能进行了验证试验,试验结果证明该双通道光纤传感器用于测量零件的表面粗糙度是完全可行的.     

基于分块Morton压缩和混合生成准则的地形简化方法

针对利用Morton编码规则压缩数字高程模型(DEM)数据存在的只适用于较平缓地形的问题,提出了基于地表粗糙度的Morton分块压缩方法.在地形分块时采用二级划分方法,只对地表粗糙度比较小的地形块编码压缩,减少数据读取及编码数量,提高压缩速率;在建模部分,首先对基于地形局部熵的生成准则进行改进,形成一种视相关局部熵生成准则,利用此准则对近处地形进行简化,然后将此准则与Phong光照模型相结合形成一种混合生成准则,用Phong光照模型对远处地形简化.实验结果表明,采用文中方法可以在有效地减少绘制三角形的同时保留地形局部细节,提高了地形可视化效果.     

装配体模型优化的免装配打印方法EI北大核心CSCD

针对包含机构语义的装配体模型实施高质量的免装配打印(涉及支撑结构的清除、打印材料的消耗以及机构语义关联表面的打印质量等)不仅困难且仍缺乏自动方法的问题,提出一种装配体模型优化的免装配打印方法.首先基于包围盒剖分和体素关联关系对装配体模型进行体素化;然后采用改进的Bresenham算法快速生成体素路径,并据此快速分析支撑结构的可清除性;提出一种增量式的体素重关联方法,可在零件之间的相对布局改变后避免耗时的模型重体素化;最后以同时满足支撑结构可清除、支撑结构消耗材料量尽量少,以及运动接口面的打印质量尽量好为目标,通过改进粒子群算法确定和调整装配体模型的打印方向及其零件之间的相对布局.在带有典型机构语义的若干装配体模型上进行实验的结果表明,所提方法计算的方向和零件之间的相对布局打印模型的支撑结构均可完全清除,支撑结构所消耗的材料以及机构语义关联表面的粗糙度均大幅度减少(小);与基于八叉树分析支撑结构可清除性的方法以及基于零件布局调整开展免装配机构打印的最新方法相比,该方法对于包含机构语义的装配体模型开展高质量免装配打印具有突出的适用性和优势.     

基于机器视觉的汽车精密零件表面缺陷自动检测方法

汽车精密零件表面缺陷会导致零件故障,为了提高缺陷检测能力,提出基于机器视觉的汽车精密零件表面缺陷自动检测方法。构建汽车精密零件表面缺陷的机器视觉图像采集模型,采用单背景约束下的表面光泽点提取的方法,分析汽车精密零件表面的结构纹理特征值,在视觉传感下通过对汽车精密零件的形变、相变参数分析,分析汽车精密零件的机械性能和服役性能,在切削载荷作用下,通过疲劳裂纹的视觉特征重构,在机器视觉下采用表面残余应力及变质层的动态特征分析,通过缺陷特征检测和有限元仿真分析,实现对汽车精密零件表面缺陷自动检测。测试结果表明,采用该方法进行汽车精密零件表面缺陷检测的纹理匹配度较高,检测性能较好,对零件表面的断屑、化学磨损等各类缺陷检测的可靠性较高。     

浅谈SOLIDWORKS PhotoView360渲染技术的应用

如果可以在产品设计阶段生成高质量且具有真实感的示例图像,就可以更早地给客户提供直观的产品印象,为产品宣传提供很大的助力.SOLIDWORKS自带的渲染插件PhotoView 360可以快速完成产品的渲染,生成逼真的图像,这些图像可以直接用于产品手册、选型手册封面等市场营销相关材料.SOLIDWORKS中的零件和装配体模型有带边线上色、上色、消除隐藏线、隐藏线可见及线架框几种显示状态,还可使用RealView和环境封闭来增加模型的逼真效果,为了得到更加逼真的图像光靠这几种显示状态、RealView及环境封闭是不够的,还需要对零件的外观进行设置,如颜色/图像、照明度、表面粗糙度及映射,然后定义场景及布光,最后借助PhotoView 360进行渲染.     

一种零件表面点云数据的获取方法

零件表面的点云数据可用于零件表面的缺陷检测,零件表面缺陷是造成零件生产损失的主要原因之一,因此提出一种基于线激光扫描的零件表面点云数据获取方法.首先对相机进行标定,可用于对相机采集到的图像进行矫正,同时得到相机的内外参数,用于后续图像处理的坐标转换;再利用图像采集系统采集图像,对图像依次进行高斯滤波、图像差分、高斯平滑、条纹中心线提取、坐标转换,得到零件表面的三维点云数据.零件表面的点云数据可用于判断零件表面是否有缺陷存在,从而减少由于缺陷而造成的损失.     

基于AutoCAD的数控加工可视化仿真系统研究

NC仿真是代替传统"试切"来验证NC加工程序正确性和合理性的重要措施.综合利用三维实体建模技术与数据库技术,在计算机仿真模型中,构建了包括毛坯、刀具、夹具及机床等部件的"真实"数控加工仿真环境.采用基于实体建模技术,布尔造型的方法,实现了数控加工过程刀具运动仿真、工件切削过程动态仿真以及碰撞干涉检验仿真.并建立了零件表面粗糙度的数学模型,预测三维零件的表面加工质量.