基于坐标变换的曲线曲面求交算法

利用坐标变换的方法,给出了二次曲线和二次曲面求交的解析算法。利用拉格朗日乘子法求解二次曲线和二次曲面之间的最小距离,给出了曲线与曲面相切的条件。算法表明,坐标变换可以简化求交运算表达式,使求交算法易于实现。根据得出的相切条件,可以有效地判断曲线、曲面是否有交,对相切情况的计算结果进行修正,可提高奇异情况下的求交稳定性。算法已在清软英泰公司开发的自主版权3维CAD软件GEMS中得到应用。     

任意曲面离散求交的投影算法及其实现

提出一种任意曲面离散求交的投影算法。曲面首先被离散为一系列三角形平面子面片 ,然后将这些平面三角形面元分别投影到正投影面和水平投影面上 ,再将得到的两个投影映射到二维空间。在二维空间 ,求出两相交三角形的交线段 ,其集合就是两曲面交线的逼近。在详细描述算法原理后 ,给出了算法的实现步骤     

曲面造型中一种快速的曲面跟踪求交算法

提出了一种新的曲面求交算法,采用精度好、效率高、计算稳定的迭代方法求得等参数网格线在曲面上的交点,并通过跟踪获得两曲面的交线。本算法由三个子算法组成,一个是求曲面上到固定点距离最近的点,一个是求参数网格线与曲面的交点,一个是求曲面与曲面的交点。为保证不遗漏交点,利用第一个算法对参数网格点进行分类,跟踪交点时利用第三个求下一个交点。与离散法求交相比,本算法具有计算稳定性、可靠性好,速度快,精度高的优点     

常用代数曲面求交新算法

提出了一种新的基于“结式法”的常用代数曲面求交算法,该算法首先利用结式法计算出两个曲面相交时交线的投影方程,再对投影方程进行分解等处理。通过循环计算从而得到投影交线的分支数及一系列的点,然后再代入相交的二次曲面方程即可得到两曲面的交线。该算法实现简单且符合求交算法的稳定、准确和快速等要求。     

基于四边形网格参数细分的平面与自由曲面求交算法

为解决计算机辅助设计和制造过程中常见的平面与曲面精确求交问题,提出了一种四边形网格参数面片结构模型,并运用空间直线与平面的相交状态进而得出四边形面片与平面的相交状态。求交时将自由曲面在参数域内逐步细分为这样的面片结构,对处于不同状态的四边形面片做不同的处理,最后得出一张交线链表,采用样条拟合算法即可得到交线。实例计算结果表明,所提出的求交方法收敛性好而且精度高,能很好地应用于实际求交运算中。     

快速完备的用于CAD/CAM自由曲面求交的算法

自由曲面的求交算法在CAD/CAM技术中占有重要的地位,对软件运行的效率有较大的影响。然而,目前常用的Bezier曲面分割法难以满足高精度和高速度的要求。为此提出了利用交线的几何信息进行快速求交的算法,同时兼顾了快速和高精度两方面的要求,并得到了成功的应用。     

三角Bézier曲面快速求交算法

提出一种三角Bézier曲面快速求交算法,该算法采用R*S-树建立三角Bézier曲面的动态空间索引结构,基于该索引结构快速获取相交区域三角Bézier曲面片集,通过设定离散精度阀值,在逼近精度允许范围内将相交三角Bézier曲面片均匀离散为三角网格,采用R*S-树建立离散后三角网格的动态空间索引结构,通过网格单元间的求交获取交线数据,进而通过查询共端点交线数据跟踪提取三角Bézier曲面的完整交线,实例证明该算法在逼近精度允许范围内可快速、准确获取任意复杂三角Bézier曲面交线,并通过三角Bézier曲面模型的数控刀轨生成验证了该算法的实用性。     

给定精度条件下的Catmull-Clark细分曲面求交研究

细分曲面由于没有整体解析表达式,与参数、隐式曲面相比求交更加困难。针对基于平面四边形网格的Catmull-Clark细分曲面,在给定精度条件下,把对细分曲面的求交转化为对一定细分层次控制网格的求交:首先构造两张控制网格上相交四边形网格带及其1-邻域网格带,然后不断细分相交四边形网格带及其1-邻域网格带,提高求交精度,其次求解出相交四边形网格的交点,并根据拓扑关系将其顺序连接起来既得到两细分曲面之间的相交曲线,实现了细分曲面的求交。     

曲面间最小距离及其在曲面求交中的应用

为了计算曲面间的最小距离 ,首先在两曲面上分别划分网格 ,选择两曲面上对应于最小距离的一对网格点作为初始点 ,利用曲面的几何特性进行数值迭代求取两曲面间的最小距离。在此算法的基础上 ,对采用跟踪法求曲面交线时如何确定初始跟踪点进行了深入研究。为了获得用于跟踪全部交线的初始跟踪点 ,将一张曲面分割成一组小曲面片 ,利用曲面间的最小距离检测各曲面片与另一曲面的相交性 ,并采用二分法求初始跟踪点。计算结果表明 ,本文算法效率高 ,稳定性好 ,实用性强。     

复合三角Bezier曲面/平面跟踪求交算法及几点改进

针对复合三角Bezier曲面的特点及其与平面求交中各种情况的详尽分析,对原有跟踪求交算法存在的问题进行改进,对曲面片边界曲线与平面重合等特殊情况进行处理,提高了原有算法的稳定性,在曲面裁剪、截面交线计算和数控加工编程等实际应用中取得了良好的效果。     

大曲面检测系统的研究

大曲面检测系统是以电子经纬仪交会测量原理为基础的。介绍了检测系统的组成和检测系统的建立。实验表明这种方法解决了对架设状态下大曲面的检测问题 ,检测精度可达亚毫米级。这种检测方法对于曲面的制造具有很大的应用价值。     

基于CMM测量路径优化算法的研究

随着计算机集成制造系统(CIMS)的深入发展,计算机辅助检测工艺规划(CAIP)已成为CIMS中集成质量系统(IQS)的关键环节。本文研究了基于坐标测量机(CMM)的测量路径优化算法,对坐标测量机的测量路径优化问题进行了合理的描述,分析了已有路径优化算法存在的不足,提出并实现了将遗传算法和禁忌搜索算法结合的策略用于测量路径优化的GATS算法,取得了良好的效果。     

大型复杂曲面的荒加工研究

提出了大型曲面的荒加工概念 ,它是对加工余量较大的区域进行的局部加工 ,是粗加工的预处理。其关键之处在于如何求取“荒岛”的边界 ,由此确定荒加工区域 ,安排走刀路径。利用基于 Herm ite离散点曲面造型的新算法构造了余量分布曲面 ,避开了毛坯面与零件曲面等距面的求交问题 ,求取余量分布曲面的等高线即可获得“荒岛”的边界。荒加工能减少大量空行程 ,大幅度提高加工效率。     

移动机器人全覆盖路径规划算法研究

针对静态未知环境下移动机器人全覆盖路径规划问题,提出了一种改进优先级蚁群算法.该算法首先通过机器人本体上的传感器构建基于动态栅格法的工作环境;综合考虑栅格属性、机器人转向、邻域栅格距离和未覆盖区域面积大小的基础上构造优先级启发规则,然后利用该规则进行路径全覆盖工作.针对机器人工作过程中出现的死锁问题,文章提出采用蚁群算...     

数控插补离散路径的前瞻控制算法及其实现

针对目前数控小线段加工过程中频繁加减速引起的加工效率和加工精度降低的问题,提出了数控系统离散路径上小线段的前瞻控制方法。先对线段和线段之间的衔接角度进行分析计算,找出通过线段衔接的最大速度。由于速度同时也受限于线段长度,因此通过前瞻路径上各个线段之间的关系来确定前瞻控制的最优策略,最终确定数控插补的加减速过程。此前瞻控制策略在满足加工精度的同时最大程度地减少前瞻控制中的计算量。实例加工结果证明,本算法有效地提高了加工效率和加工质量。     

基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究

为了提高机器人路径规划算法的收敛速度和收敛精度,提出了基于改进遗传算法的机器人路径规划方法。介绍了栅格建模方法,分析了传统蚁群算法原理。提出了蚂蚁相遇策略提高了算法搜索效率,提出了蚂蚁回退策略避免陷入U形陷阱,设置了信息素感应阈值扩大了算法前期的搜索范围,改进了信息素残留方法使蚁群能够记忆最优路径,提出了信息素自适应调整方法,兼顾了算法前期的大范围搜索和后期的快速收敛。经仿真实验验证,相比于传统蚁群算法,改进算法具有更快的收敛速度、更优的规划结果,且改进算法的蚁群轨迹更加集中至最优解附近。     

一种新型相交孔加工方法的研究与实践

在变速器上盖壳体的加工中,相交横孔一直是加工的难点。根据工件相交孔的特点,设计了带前导向的阶梯钻头和特殊结构的铰刀。钻头由锥柄麻花钻改进为阶梯钻,钻头前带有的导向钻,让开偏心量,相当于在实体上先钻导引孔定位,从而减少了由于刀具受力不均,引起的孔中心偏移,提高了孔位置度。改进后的铰刀大幅度提高了使用寿命,将本来难以加工相交孔的位置度和刀具寿命控制在合理的范围内,达到了预期的目的。     

自由曲面的接触式测量路径规划方法研究

在介绍接触式测量自由曲面现状的基础上，针对已知曲面的测量精度和效率问题，探讨了矩形细分和三角面片两种测量路径规划方法，并通过了仿真分析验证了方法的可行性与有效性。     

A Path Interval Generation Algorithm in Sculptured Object Machining

The features of a sculptured object are represented by a set of section curves. A fast algorithm is presented to calculate cutting depths based on the scallop height using these curves. The calculated cutting depth can be used for tool-path generation. This tool-path generation approach is particularly useful for constant z level contouring and high-speed machining.     

基于超效率数据包络分析的研究型高校科研效率评价研究

在分析科研绩效的概念和作用的基础上,从科研投入和科研产出两个方面构建了研究型高校科研绩效评价指标体系,提出将超效率DEA模型应用到高等学校科研绩效综合评价中,并以985工程高校中的36所院校为对象进行了科研绩效综合评价实证研究,研究结论证明了方法的科学性和有效性。