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自由曲面数字化的自适应规划 被引量：24
1
作者 来新民 黄田 +2 位作者 陈关龙 林忠钦 曾子平 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第7期837-841,共5页
针对数学模型已知的自由曲面，依据质心定理推导出基于形状的采样算法，提出在给定采样精度下的自适应采样方法；针对数学模型未知的自由曲面，引入平面数字化曲线有界性概念，建立测量参数与采样步长的内在联系，提出了基于曲率和曲面... 针对数学模型已知的自由曲面，依据质心定理推导出基于形状的采样算法，提出在给定采样精度下的自适应采样方法；针对数学模型未知的自由曲面，引入平面数字化曲线有界性概念，建立测量参数与采样步长的内在联系，提出了基于曲率和曲面切线斜率的自适应规划方法．计算机仿真结果表明，所提出的规划方法可显著提高数字化采样效率． 展开更多
关键词 自由曲面 自适应采样 数字化 自适应规划
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自由曲面构件的纤维铺放路径规划 被引量：30
2
作者 邵冠军 游有鹏 熊慧 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第B11期144-148,共5页
针对复合材料纤维铺放工艺及其设备控制的特点,提出了复合材料构件CAE/CAM一体化纤维铺放路径优化设计方法。通过对构件模型的有限元分析,获得构件的内部应力分布,根据主应力的大小和方向合理规划出若干基准纤维铺放路径;提出了基于等... 针对复合材料纤维铺放工艺及其设备控制的特点,提出了复合材料构件CAE/CAM一体化纤维铺放路径优化设计方法。通过对构件模型的有限元分析,获得构件的内部应力分布,根据主应力的大小和方向合理规划出若干基准纤维铺放路径;提出了基于等距线、等分点原理的两种算法,对基准铺放路径进行均匀密化,实现整个构件曲面的纤维铺放路径规划;讨论了铺丝宽度和铺放精度的控制策略,并给出了铺放头压辊中心控制轨迹,以满足纤维铺放机械手的控制需求。 展开更多
关键词 纤维铺放 铺放路径规划 纤维复合材料 有限元分析 自由曲面
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自由曲面测量中曲面匹配的建模及算法分析 被引量：25
3
作者 于源 卢军 王小椿 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期467-468,471,共3页
为了更好地消除自由曲面测量中的定位误差 ,提出了一种新型的、有效的基于最大最小原则的自由曲面匹配的数学模型。通过曲面的旋转、平移以及改进的坐标轮换法完成对实测曲面的预定位、精调整 ,较好地解决了曲面匹配的问题 ,为测量自由... 为了更好地消除自由曲面测量中的定位误差 ,提出了一种新型的、有效的基于最大最小原则的自由曲面匹配的数学模型。通过曲面的旋转、平移以及改进的坐标轮换法完成对实测曲面的预定位、精调整 ,较好地解决了曲面匹配的问题 ,为测量自由曲面轮廓度误差提供了良好的方法。 展开更多
关键词 自由曲面 测量 加工误差 曲面匹配 建模 数学模型 算法
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用于LED光源准直的紧凑型光学系统设计 被引量：33
4
作者 苏宙平 阙立志 +2 位作者 朱焯炜 孙晓鹏 李磊 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2012年第2期131-137,共7页
设计了一种光学系统,用于发光二极管(LED)光源准直,并通过TracePro软件仿真进行了验证。该系统采取了折射和反射式自由曲面的组合,使LED光源的发散角从70°减少到约4°,效率在约85%,系统的高度为7.65mm,口径为8.73mm。分析了折... 设计了一种光学系统,用于发光二极管(LED)光源准直,并通过TracePro软件仿真进行了验证。该系统采取了折射和反射式自由曲面的组合,使LED光源的发散角从70°减少到约4°,效率在约85%,系统的高度为7.65mm,口径为8.73mm。分析了折射和反射的最佳分界角区域是41°～45°,最佳分角比例因子是0.4～0.5。 展开更多
关键词 光学设计 发光二极管 自由曲面 准直系统 分界角
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基于折射/全反射/反射/折射结构的LED准直系统的设计 被引量：29
5
作者 赵会富 刘华 +6 位作者 孙强 王鹤 许家林 荆雷 刘英 李也凡 倪平涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1472-1479,共8页
设计并优化了高效且结构紧凑的折射/全反射/反射/折射式(RIXR)LED准直系统,用于收集大角度范围内的光线获得具有较小发散角的准直光束。首先,根据非成像光学理论中的边缘光线原理以及多面同步(SMS)设计方法计算系统初始结构的面型;然后... 设计并优化了高效且结构紧凑的折射/全反射/反射/折射式(RIXR)LED准直系统,用于收集大角度范围内的光线获得具有较小发散角的准直光束。首先,根据非成像光学理论中的边缘光线原理以及多面同步(SMS)设计方法计算系统初始结构的面型;然后,利用Zemax光学设计软件对初始结构进行优化设计;最终得到最佳结构的LED准直系统。优化设计得到的RIXR型准直系统的半口径为20 mm、纵横比为0.25、集光角为200°。LED准直系统经反向光线追迹得到边缘视场(±3.178°)点列图的均方根半径<2.1μm,故边缘视场达到了很好的聚焦效果。充分考虑材料的吸收损失和界面的反射损失后,光能利用率高达83.48%。实验表明,基于RIXR结构的LED准直系统具有光能利用率高、结构紧凑、体积小、便于应用等特点。 展开更多
关键词 非成像光学 多面同步法(SMS) 自由曲面 RIXR结构 LED准直系统
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自由曲面喷漆机器人喷枪轨迹优化 被引量：27
6
作者 陈伟 赵德安 汤养 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期147-150,共4页
根据实验数据确定平面上的涂层累积速率二次函数后,建立了自由曲面上的漆膜厚度数学模型。在此基础上生成喷漆机器人喷枪空间路径,得出喷枪轨迹优化设计是带约束条件的多目标优化问题,并选取时间最小和漆膜厚度方差最小作为目标函数,应... 根据实验数据确定平面上的涂层累积速率二次函数后,建立了自由曲面上的漆膜厚度数学模型。在此基础上生成喷漆机器人喷枪空间路径,得出喷枪轨迹优化设计是带约束条件的多目标优化问题,并选取时间最小和漆膜厚度方差最小作为目标函数,应用带权无穷范数理想点法进行求解。最后通过计算机仿真的结果,论证了数学模型和优化算法的可行性。 展开更多
关键词 喷漆机器人 自由曲面 轨迹 优化 仿真
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含有自由曲面的大视场低畸变同轴三反射光学系统设计 被引量：27
7
作者 巩盾 王红 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期190-196,共7页
遥感测绘应用要求光学系统焦距长、幅宽大、畸变低、体积小,并且可以实现与卫星平台的一体化设计。经过结构优选,采用改进型同轴三反结构,同时实现了长焦距、大幅宽和低畸变。由于二次遮拦和大视场的影响,一般的非球面优化设计成像质量... 遥感测绘应用要求光学系统焦距长、幅宽大、畸变低、体积小,并且可以实现与卫星平台的一体化设计。经过结构优选,采用改进型同轴三反结构,同时实现了长焦距、大幅宽和低畸变。由于二次遮拦和大视场的影响,一般的非球面优化设计成像质量不能满足要求。自由曲面的加入有效地增加了光学系统优化的自由度,经过优化设计后,光学系统设计传递函数大于0.418(72lp/mm),最大相对畸变小于0.00145%,光学系统成像质量明显提高。利用计算全息(CGH)技术实现了自由曲面的检测与精磨加工,设计残余波像差均方根(RMS)值为0.007λ,峰谷(PV)值为0.027λ,满足自由曲面的面形公差要求。加工、装调后实测光学系统的实验室静态传递函数,弧矢方向最低静态传递函数为0.225(72lp/mm),满足系统技术指标要求。 展开更多
关键词 光学设计 同轴三反 自由曲面 计算全息
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自由曲面测量若干关键问题的研究 被引量：18
8
作者 李剑 王文 陈子辰 《机械科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期764-766,共3页
结合国内外研究现状 ,对自由曲面测量中曲面CAD模型已知时测点的自适应分布、测量路径优化、自由曲面形状误差评定和 CAD模型未知时的测量规划和测点数据处理等几个关键问题的实现方法进行了分析研究 ,并对测点的自适应分布做了仿真研究 。
关键词 自由曲面 坐标测量机 非接触测量 逆向工程
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自由曲面六轴联动砂带磨削机床试验 被引量：22
9
作者 黄智 黄云 +1 位作者 张明德 郭晓东 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期598-602,共5页
提出了一种以汽轮机叶片为典型对象的自由曲面高效精密加工方法,建立了基于砂带磨削原理的自由曲面六坐标联动磨削与抛光系统,研究了该机的关键技术如双摆动磨头、自由曲面磨削数控编程软件和冷缺排屑系统,在此基础上利用该机对叶片表... 提出了一种以汽轮机叶片为典型对象的自由曲面高效精密加工方法,建立了基于砂带磨削原理的自由曲面六坐标联动磨削与抛光系统,研究了该机的关键技术如双摆动磨头、自由曲面磨削数控编程软件和冷缺排屑系统,在此基础上利用该机对叶片表面进行了六轴联动砂带磨削抛光试验验证,为确定合理的汽轮机叶片抛光工艺参数提供了依据。 展开更多
关键词 自由曲面 轮机叶片 砂带磨削 六轴联动
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自由曲面薄壁工件加工的柔性定位方法研究 被引量：23
10
作者 门延武 周凯 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2008年第10期113-117,共5页
针对飞行器大型薄壁件为刚度极差的弹性体且表面轮廓为自由曲面,传统的面向刚体的六点定位原理和相应的工艺装备技术已不能适用这类工件的高效高精度加工这一问题,对新的弹性体曲面定位方法和相应的薄壁件柔性工艺装备技术进行了研究,... 针对飞行器大型薄壁件为刚度极差的弹性体且表面轮廓为自由曲面,传统的面向刚体的六点定位原理和相应的工艺装备技术已不能适用这类工件的高效高精度加工这一问题,对新的弹性体曲面定位方法和相应的薄壁件柔性工艺装备技术进行了研究,探讨了系统数学模型的建立和求解柔性定位/支承阵列位置坐标的实用方法,并给出了基于UG/open的实现方案与相关的案例验证数据。验证结果表明,提出的方法和实现方案较好地解决了柔性定位/支承阵列的精确求解,满足了项目的总体要求。 展开更多
关键词 自由曲面 薄壁零件 柔性定位 智能工装
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自由曲面叶轮的四坐标数控加工研究 被引量：19
11
作者 吴宝海 王尚锦 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期993-998,共6页
针对自由曲面叶轮的四坐标加工,提出了一种刀轴矢量的确定方法。给定工作台倾斜角度和刀具后跟角,四坐标加工的刀轴矢量必然位于这两个角度确定的两个圆锥面上。通过对两个圆锥面求交并结合叶轮加工的实际特点,给出了自由曲面叶轮四坐... 针对自由曲面叶轮的四坐标加工,提出了一种刀轴矢量的确定方法。给定工作台倾斜角度和刀具后跟角,四坐标加工的刀轴矢量必然位于这两个角度确定的两个圆锥面上。通过对两个圆锥面求交并结合叶轮加工的实际特点,给出了自由曲面叶轮四坐标加工刀轴矢量的计算方法。根据得到的刀轴矢量,计算相应的侧偏角,从而可将五坐标加工的理论和方法直接应用于四坐标加工中。算例表明,该方法合理可行,能够有效提高四坐标加工效率、降低叶轮加工成本,并可推广至一般曲面的四坐标加工以及五轴四联动加工。 展开更多
关键词 计算机辅助制造 自由曲面 叶轮 四坐标 数控加工
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反求工程中几种自由曲面重构方法的分析 被引量：8
12
作者 苏海 汪林祥 +1 位作者 詹肇麟 徐人平 《昆明理工大学学报（理工版）》 2001年第4期81-84,共4页
介绍了目前反求工程中自由曲面重建的主要技术特点和难点，对反求工程的研究和应用中几种主要自由白面重构方法的优缺点及其适用范围进行了较为详细的分析与比较．
关键词 反求工程 自由曲面 曲面重建
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基于CAD模型的自由曲面自适应采样策略 被引量：21
13
作者 何改云 贾红洋 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第10期835-840,共6页
自由曲面的数字化测量是曲面类零件加工质量检测的关键环节,而数字化测量的基本要求是实现采样点随曲面曲率特征的自适应分布。传统的采样方法局限于对已知数学模型的自由曲面进行采样点规划,而对已知CAD模型的采样问题研究较少。首先... 自由曲面的数字化测量是曲面类零件加工质量检测的关键环节,而数字化测量的基本要求是实现采样点随曲面曲率特征的自适应分布。传统的采样方法局限于对已知数学模型的自由曲面进行采样点规划,而对已知CAD模型的采样问题研究较少。首先提出了基于STL模型的离散数据点提取算法,将已知CAD模型的自由曲面采样转化为多组自由曲线采样问题。通过对各组离散点B样条插值,获取各截交线的参数表达;以曲率为基础,定义曲率测度函数,并以之为密度计算样条质量,提出了一种基于均分样条质量的自由曲线采样新方法。在此基础上,对自由曲面制定了详细的采样方案,实现了自由曲面采样点随曲率特征的自适应分布。计算机仿真表明,利用本文方法能高精度地逼近曲线、曲面几何特征。 展开更多
关键词 自由曲面 曲率测度 自适应分布 采样 数字化测量
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用偏微分方程数值解构造曲面 被引量：12
14
作者 马岭 张鲜 朱心雄 《工程图学学报》 CSCD 1995年第2期8-14,共7页
本文讨论四阶椭园方程一类周期问题的差分方法及在过渡面、自由曲面设计中的应用。同时通过实例讨论调整定解问题中的多数以修改曲面形状的方法。
关键词 偏微分方程 差分法 数值解 构造曲面
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超声检测中曲面重构和路径规划方法研究 被引量：17
15
作者 吴思源 周晓军 +1 位作者 江健 杨辰龙 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期763-767,共5页
针对自由形状曲面工件超声检测中存在探头难于对准曲面法线方向和检测效率低的问题,提出了一种非等参数超声检测路径生成算法.对于CAD模型未知的曲面工件,首先采用超声波测距原理对工件进行仿形测量,然后应用B样条方法重构工件的曲面模... 针对自由形状曲面工件超声检测中存在探头难于对准曲面法线方向和检测效率低的问题,提出了一种非等参数超声检测路径生成算法.对于CAD模型未知的曲面工件,首先采用超声波测距原理对工件进行仿形测量,然后应用B样条方法重构工件的曲面模型,最后根据重构的CAD模型用非等参数算法生成检测路径.该算法采用近似等弧长方法对参数曲面重新进行参数化,使曲面上各扫描点之间的弧长间距近似相等.应用结果表明,与等参数超声检测轨迹生成法相比,使用非等参数方法生成的扫描点间距分布更合理,在满足检测要求的情况下扫描点数明显减少.该算法能保证超声波入射方向和各扫描点曲面的法线方向一致,提高曲面工件的检测精度和检测效率. 展开更多
关键词 自由曲面 超声检测 曲面重构 路径规划
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多光刀三维轮廓快速测量方法研究 被引量：16
16
作者 李兵 罗意平 +1 位作者 王昭 蒋庄德 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期738-741,共4页
提出了一种三维自由曲面多光刀快速测量方案 ,阐述了此方法的测量原理 ,讨论了多光刀阵列的实现方法 ,分析了影响其测试精度的主要因素 提出了采用虚拟网格标定法对各光刀分别进行标定 ,以及运用光刀编码的方法实现对复杂自由曲面测量... 提出了一种三维自由曲面多光刀快速测量方案 ,阐述了此方法的测量原理 ,讨论了多光刀阵列的实现方法 ,分析了影响其测试精度的主要因素 提出了采用虚拟网格标定法对各光刀分别进行标定 ,以及运用光刀编码的方法实现对复杂自由曲面测量的方法 ,结果表明 展开更多
关键词 自由曲面 多光刀测量 三维轮廓快速测量方法 多光刀阵列 测试精度 虚拟网格标定法 光刀编码 汽车 钣金覆盖件
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基于单经纬仪的视觉测量三维数据拼接方法 被引量：14
17
作者 张广军 孙军华 +1 位作者 魏振忠 周富强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期441-445,共5页
本文针对大型自由曲面三维视觉测量中的数据拼接问题,建立了经纬仪透视投影模型,提出了以平面靶标为中介坐标系,以经纬仪坐标系为全局坐标系的三维数据拼接方法。在大型自由曲面的若干测量子区域附近放置一个平面靶标,通过视觉传感器拍... 本文针对大型自由曲面三维视觉测量中的数据拼接问题,建立了经纬仪透视投影模型,提出了以平面靶标为中介坐标系,以经纬仪坐标系为全局坐标系的三维数据拼接方法。在大型自由曲面的若干测量子区域附近放置一个平面靶标,通过视觉传感器拍摄平面靶标上的特征点,求得视觉传感器坐标系到靶标坐标系的变换矩阵;通过经纬仪观测靶标上的特征点,求得靶标坐标系到经纬仪坐标系的变换矩阵。因此,可求得视觉传感器坐标系到经纬仪坐标系的变换矩阵。将视觉传感器所测得的各子区域的三维数据统一到了经纬仪坐标系下,即完成了大型自由曲面的全局测量。经实验验证,数据拼接的RMS误差小于0.487mm。 展开更多
关键词 自由曲面 视觉测量 三维数据拼接 经纬仪 平面靶标
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一种基于自由曲面的LED准直透镜设计 被引量：19
18
作者 周镇 苏成悦 +1 位作者 付倩 张春华 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1058-1062,共5页
提出一种能实现准直光束照明的自由曲面透镜设计算法,并基于此算法设计一种以单颗LED为光源的准直透镜。通过建立透镜后表面轮廓曲线上的点所满足的方程,利用迭代方法并结合Matlab编程求出自由曲面轮廓曲线的离散数据点,将数据点导入Sol... 提出一种能实现准直光束照明的自由曲面透镜设计算法,并基于此算法设计一种以单颗LED为光源的准直透镜。通过建立透镜后表面轮廓曲线上的点所满足的方程,利用迭代方法并结合Matlab编程求出自由曲面轮廓曲线的离散数据点,将数据点导入SolidWorks中进行曲线拟合并建模,进而得到透镜的实体模型。在TracePro中对该透镜进行非序列光线追迹,模拟结果表明:该光学系统能够实现均匀照明,并对最终光线可实现准直出射。 展开更多
关键词 LED 二次光学 自由曲面 准直透镜 非序列光线
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基于曲面展开的自由曲面网格划分 被引量：17
19
作者 潘炜 吴慧 +1 位作者 李铁瑞 高博青 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1973-1979,共7页
为了实现自由曲面的网格划分,提出基于曲面展开和映射思想的网格划分方法.自由曲面参数域的2个方向分别等分,将等分点映射回空间曲面以在曲面上形成矩形点阵,则曲面的展开等效为矩形点阵的映射展开,以参数域对角线所对应的空间曲面对角... 为了实现自由曲面的网格划分,提出基于曲面展开和映射思想的网格划分方法.自由曲面参数域的2个方向分别等分,将等分点映射回空间曲面以在曲面上形成矩形点阵,则曲面的展开等效为矩形点阵的映射展开,以参数域对角线所对应的空间曲面对角线为展开基线,按照展开前、后面积变化最小的基本原则,对自由曲面由中心逐层向外展开.该种展开方式能够很好地反映曲面的形状、走向及面积分布;展开的点阵通过拟合形成有边界的二维平面,将二维平面从中心点等角度分成6部分,考虑不同的边界情形,依次对每部分采用线推进方法逐层生成三角形网格,最终实现完整平面的网格生成.该种平面网格划分方式更具操作性,效果更流畅;二维平面的网格根据拓扑不变性,映射回自由曲面形成空间曲面网格.该方法生成的网格线条流畅、大小均匀,有较好的适用性. 展开更多
关键词 自由曲面 曲面展开 曲面拟合 空间映射 网格生成
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基于三坐标测量机自适应测量的自由曲面逆向 被引量：17
20
作者 何雪明 孔丽娟 +3 位作者 何俊飞 武美萍 张荣 纪小刚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第15期155-159,共5页
自由曲面的精确测量和重构是决定具有自由曲面特征的零部件复现精度的重要因素,传统逆向中测量与重构是相互独立又不能有效评估的。为提高自由曲面测量速度和重构精度,基于三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM),提出自适应... 自由曲面的精确测量和重构是决定具有自由曲面特征的零部件复现精度的重要因素,传统逆向中测量与重构是相互独立又不能有效评估的。为提高自由曲面测量速度和重构精度,基于三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM),提出自适应测量的曲面重构方法。测量过程中,通过不断拟合样件上已测点,预算待测点及其测量矢量,指导CMM自动采集曲面上数据。由点云拟合自由曲面模型后,检验拟合模型上点与样件上相应点的误差;若误差偏大,则在测量点云中加入检测点后重新拟合曲面,进一步检测重拟合实体模型直至满足精度要求,得到精准数据点和精致的自由曲面模型。辅以计算机图形可视化实例验证本法,测量精度及其重构精度可达μm级,具有自由曲面特征的零部件整个逆向周期呈数量级下降,算法鲁棒性强。 展开更多
关键词 自由曲面 自适应测量 曲面重构 精度评价
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