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非球面光学元件的面形检测技术 被引量:69
1
作者 师途 杨甬英 +1 位作者 张磊 刘东 《中国光学》 EI CAS 2014年第1期26-46,共21页
介绍了非球面各加工阶段的面形检测技术及其最新进展,重点介绍了非球面精密抛光期的面形检测技术,并对其中的非零位子孔径拼接干涉检测法和部分补偿法进行了详细阐述,提出了适用于大口径、深度非球面面形检测的组合干涉法的概念。概述... 介绍了非球面各加工阶段的面形检测技术及其最新进展,重点介绍了非球面精密抛光期的面形检测技术,并对其中的非零位子孔径拼接干涉检测法和部分补偿法进行了详细阐述,提出了适用于大口径、深度非球面面形检测的组合干涉法的概念。概述了近年来受到关注的自由曲面非球面的发展和检测技术现状,展望了非球面检测技术的发展趋势。 展开更多
关键词 非球面检测 非球面加工 组合干涉检测 自由曲面
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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
2
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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自由曲面数控加工走刀方向的优化研究 被引量:5
3
作者 牛文铁 徐燕申 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2003年第4期54-56,59,共4页
走刀方向对数控加工的效率有重要影响 ,尤其对于多曲面拼接自由曲面不规则轮廓区域的数控加工。针对现有自由曲面数控加工过程走刀方向优化研究存在的问题 ,提出了基于曲面数控加工区域划分的走刀方向优化策略 ,建立了简化的刀具轨迹计... 走刀方向对数控加工的效率有重要影响 ,尤其对于多曲面拼接自由曲面不规则轮廓区域的数控加工。针对现有自由曲面数控加工过程走刀方向优化研究存在的问题 ,提出了基于曲面数控加工区域划分的走刀方向优化策略 ,建立了简化的刀具轨迹计算模型和加工时间模型 ,并用实例加以验证 。 展开更多
关键词 自由曲面 数控加工 走刀方向 优化 效率
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数控加工仿真中自由曲面的碰撞干涉检验 被引量:5
4
作者 李清 王太勇 +2 位作者 吉洪武 汪文津 冷永刚 《组合机床与自动化加工技术》 2005年第2期42-44,共3页
碰撞干涉检验是数控加工仿真的主要目的之一。文章解决了数控加工仿真中的自由曲面碰撞干涉的问题 :把碰撞干涉分为四种情况 ,对其分别提出不同的检验方法 ,并阐述了具体的解决方案。这些方法对 3 -5轴数控机床均适用。其中提出的刀具... 碰撞干涉检验是数控加工仿真的主要目的之一。文章解决了数控加工仿真中的自由曲面碰撞干涉的问题 :把碰撞干涉分为四种情况 ,对其分别提出不同的检验方法 ,并阐述了具体的解决方案。这些方法对 3 -5轴数控机床均适用。其中提出的刀具与曲面全局干涉的检查算法解决了求曲面到刀具最小距离的问题 。 展开更多
关键词 数控加工 碰撞干涉检验 自由曲面
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自由曲面产品反向工程中最优匹配的应用研究 被引量:1
5
作者 陶军 邢渊 张永清 《机械设计与制造工程》 2002年第3期63-64,87,共3页
剖析了自由曲面产品反向工程中各环节的精度检测和误差分析需求 ,以及反向建模过程中的多视图数据拼合 ,阐明了基于最小二乘法实现自由曲面最优匹配的重要应用价值。概述了迭代最近点 (ICP)算法及其实现最优匹配的几个关键问题。
关键词 自由曲面 反向工程 最优匹配 曲面检测 视图拼合 ICP法
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基于Grasshopper的自由曲面网壳菱形网格划分(英文) 被引量:7
6
作者 姜涛 张磊 +1 位作者 王晓萌 罗尧治 《空间结构》 CSCD 北大核心 2016年第2期92-96,87,共6页
现代空间网壳结构以自由曲面造型为重要特征,如何对自由曲面进行网格划分是结构设计的关键问题.本文采用三维建模软件Rhinoceros及其可视化编程插件Grasshopper实现了一种基于简单几何原理的自由曲面网壳结构菱形网格划分方法.该方法的... 现代空间网壳结构以自由曲面造型为重要特征,如何对自由曲面进行网格划分是结构设计的关键问题.本文采用三维建模软件Rhinoceros及其可视化编程插件Grasshopper实现了一种基于简单几何原理的自由曲面网壳结构菱形网格划分方法.该方法的优点是生成的网格具有统一长度,有利于降低结构设计、构件制造及施工的复杂度.通过造型各异的算例验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 自由曲面 网壳结构 菱形网格划分 GRASSHOPPER
原文传递
自由曲面多目视觉检测技术 被引量:2
7
作者 刘征 赵小松 +1 位作者 张国雄 李真 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期148-151,共4页
针对双目视觉检测系统在测量中存在的问题,提出了基于三目视觉的检测方法,研制开发了一种与三坐标测量机相结合,能够进行强反射自由曲面测量的基于主动视觉的线结构光三目视觉测头.文中阐述了测头的工作原理和几何结构,介绍了三目视觉... 针对双目视觉检测系统在测量中存在的问题,提出了基于三目视觉的检测方法,研制开发了一种与三坐标测量机相结合,能够进行强反射自由曲面测量的基于主动视觉的线结构光三目视觉测头.文中阐述了测头的工作原理和几何结构,介绍了三目视觉的立体匹配算法.该方法从理论上解决了双目视觉中存在的误匹配现象,提高了自由曲面的测量精度. 展开更多
关键词 三坐标测量机 自由曲面 三目视觉测头 立体匹配
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旋转测量状态下光斑中心定位方法
8
作者 解玉成 孙晓 +2 位作者 于柳 文比强 汤迎红 《机电工程技术》 2024年第3期45-49,62,共6页
目前,对管道内腔为自由曲面的截面轮廓进行高精度测量是行业难题。拟将多个不同测量范围的激光位移传感器放置于管道内腔中,采用旋转的方式对内腔进行测量,将得到的测量数据进行归一化处理后获得被测管道内腔截面轮廓形状。分析测量过... 目前,对管道内腔为自由曲面的截面轮廓进行高精度测量是行业难题。拟将多个不同测量范围的激光位移传感器放置于管道内腔中,采用旋转的方式对内腔进行测量,将得到的测量数据进行归一化处理后获得被测管道内腔截面轮廓形状。分析测量过程中激光光斑的变化情况,针对光斑图像的多峰、散斑、平顶与形状变化等现象,提出了一种基于传统灰度重心法进行粗定位的距离倒数加权多项式插值亚像素光斑中心定位方法。采用中值滤波对光斑图像进行预处理,通过自适应阈值分割法从环境背景光强中分离出光斑中心定位区域。通过MATLAB仿真与灰度重心法、加权灰度重心法与高斯拟合法传统光斑中心定位方法相比,结果表明,光斑中心定位精度达到0.01 pixel,在激光光斑中心定位精度和稳定性方面有一定的改善,明显优于传统的光斑中心定位算法。 展开更多
关键词 自由曲面 亚像素光斑中心定位 自适应阈值分割 多项式插值 灰度重心
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一种优化LED照明的三维SMS设计方法 被引量:6
9
作者 蒋水秀 孙翔 +1 位作者 冯华君 贾宁 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期91-95,共5页
二维SMS(多表面同时设计法)设计能实现旋转对称的照明目标,但不能实现像矩形光斑配光要求的非旋转对称的照明目标,为此介绍了一种优化LED照明的自由曲面透镜三维SMS设计方法。通过研究三维SMS方法的设计过程,详细分析了三维初始曲线的... 二维SMS(多表面同时设计法)设计能实现旋转对称的照明目标,但不能实现像矩形光斑配光要求的非旋转对称的照明目标,为此介绍了一种优化LED照明的自由曲面透镜三维SMS设计方法。通过研究三维SMS方法的设计过程,详细分析了三维初始曲线的选取对于设计效果的影响:可以通过初始曲线的选取来使整个系统具有不同的性质,实现不同的设计要求。通过一个实例设计对三维SMS方法进行说明,并且通过改变种子肋的选取来得到所需要的矩形照明光斑。结果表明:三维SMS设计方法在实际LED照明设计中光线的控制能力强,透镜结构紧凑、效率高,可实现特殊要求的非旋转对称照明目标。 展开更多
关键词 三维SMS LED照明 自由曲面透镜 非旋转对称
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基于等残留高度的自由曲面三轴数控加工刀具轨迹规划 被引量:4
10
作者 董金华 刘顺芳 《煤矿机械》 北大核心 2008年第7期92-94,共3页
提出了一种新的自由曲面三轴数控加工刀具轨迹规划方法,该方法首先将自由曲面进行离散,并沿曲面的法矢方向将离散曲面偏置一个刀具半径值,得到该曲面的偏距面,在偏距面上基于等残留高度来规划刀具轨迹。该方法已经在实际中得到很好的应用。
关键词 刀具轨迹规划 自由曲面 曲面离散 偏距面 等残留高度
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某航海酒店自由曲面数值仿真与施工技术研究
11
作者 高术森 张龙生 +1 位作者 陆日超 张兆龙 《水利与建筑工程学报》 2023年第6期29-35,共7页
针对自由曲面实现过程中的自由曲面的表达、设计方案中的个体特殊性及清水混凝土施工重点、难点问题,以某超限高层航海酒店入口自由曲面海螺雨棚及自由曲面象牙屋面进行数值仿真分析,提出基于Rhino软件及BIM正向设计的自由曲面成形方式... 针对自由曲面实现过程中的自由曲面的表达、设计方案中的个体特殊性及清水混凝土施工重点、难点问题,以某超限高层航海酒店入口自由曲面海螺雨棚及自由曲面象牙屋面进行数值仿真分析,提出基于Rhino软件及BIM正向设计的自由曲面成形方式;并提出对自由曲面分析设计中存在的个体特殊性的解决思路,即重点考虑传力路径,进而找出控制截面进行设计,进行相关变形分析;对清水混凝土施工从材料选取,模板深化设计与制作,浇筑质量,细节处理等方面进行介绍。该研究满足建筑物自由曲面结构的安全及建筑效果的完美实现,可为设计部门提供参考。 展开更多
关键词 自由曲面 数值仿真 应力迹线 BIM正向设计 清水混凝土
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反激光探测红外双波段光学系统设计 被引量:4
12
作者 陈阳 张安锋 茹志兵 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期259-266,共8页
针对激光主动探测技术对光电设备的威胁,提出了通过光敏面倾斜设计来改变激光回波偏转角,从而提升系统反激光主动探测性能的方法。设计了一款光敏面倾斜为5°的中/长波双波段反激光探测光学系统,利用自由曲面校正了光敏面倾斜引入... 针对激光主动探测技术对光电设备的威胁,提出了通过光敏面倾斜设计来改变激光回波偏转角,从而提升系统反激光主动探测性能的方法。设计了一款光敏面倾斜为5°的中/长波双波段反激光探测光学系统,利用自由曲面校正了光敏面倾斜引入的像差。所设计的系统工作波段为3~5μm,8~12μm。视场角为±2.4°,F数为2。设计结果表明,在奈奎斯特频率17 lp/mm处,两个波段传递函数均高于0.38,满足红外系统对成像质量的要求。通过反追光迹分析得出系统的被探测距离得到有效降低。 展开更多
关键词 双波段 自由曲面 反激光探测
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反求工程在无损检测中的应用研究 被引量:3
13
作者 崔汉锋 许鹏 +1 位作者 陈吉红 林奕鸿 《机械与电子》 2000年第4期57-59,共3页
论述了反求工程在无损检测中的重要作用 ,阐述了适合无损检测的两种反求重建方法——三角片法和自由曲面法 ,并进行了分析。
关键词 反求工程 CT测量 无损检测 三角化 自由曲面
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反向工程中自由曲面的数字化检测 被引量:2
14
作者 陶军 邢渊 张永清 《机床与液压》 北大核心 2002年第5期221-223,共3页
基于离散数据点比较两个自由曲面对于反向工程是至关重要的 ,本文提出在其中应该进行三种类型的形状精度检测。建立了定量分析原型件和其制造件之间形状误差的方法 ,阐述了未知曲面数字化。
关键词 数字化检测 反向工程 自由曲面 曲面检测 配准 坐标测量
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基于弹簧质点模型的自由曲面四边形网格平面化研究 被引量:3
15
作者 高博青 李峥 吴慧 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期32-39,共8页
为实现对自由曲面的平面四边形网格划分,提出了一种基于力学模拟的网格优化算法,建立了包含杆件长度的约束力、边界固定质点约束力、曲面对质点的吸附力、网格平面化作用力的弹簧质点计算模型.首先,采用映射法或其他方法对曲面进行初始... 为实现对自由曲面的平面四边形网格划分,提出了一种基于力学模拟的网格优化算法,建立了包含杆件长度的约束力、边界固定质点约束力、曲面对质点的吸附力、网格平面化作用力的弹簧质点计算模型.首先,采用映射法或其他方法对曲面进行初始四边形网格划分,在获得曲面的初始网格划分的基础上根据不同网格性能的侧重要求,计算出相应的弹性系数kij、边界约束刚度kc、对网格点的吸附刚度km、平面化控制系数pc,建立以平面化为目标的网格弹簧质点模型,通过动力松弛法,经多次迭代得到平面化网格;然后结合四边形平面化指标,以流畅性指标和均匀性指标对网格进行质量综合评价,同时引入网格偏离指标对网格的形状进行控制;最后,进行了算例验证,算例表明,弹簧质点平面化网格计算方法可以很好地适应自由曲面,通过调整参数,在一定条件下可使网格平面化的许允误差限制达到合理范围,同时可以兼顾流畅性和均匀性的要求. 展开更多
关键词 自由曲面 网格平面化 力学模拟 优化算法 动力松弛法 迭代 评价指标
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Research on the Fault Monitoring System in Free-form Surface CNC Machining Based on Wavelet Analysis
16
作者 XU Shu-xin 1, ZHAO Ji 2, ZHAN Jian-ming 1, LE Guan 1 (1. College of Mechanical Science and Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China 2. Office of Education Administration, Jilin University, Changchun 130012, Chi na) 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第S1期72-73,共2页
Carrying out experiments and researches on tool bre ak age and undercut of work-piece of free-form surface by using wavelet analysis, both the fault features can be extracted in a special frequency segment of wave let... Carrying out experiments and researches on tool bre ak age and undercut of work-piece of free-form surface by using wavelet analysis, both the fault features can be extracted in a special frequency segment of wave let decompose. According to the feature of transient fault, the author proposes for the first time the automatic determination technology of the threshold by us e of the adaptive filter characteristic of wavelet transform. Based on profound researches on steady fault feature, this dissertation makes an effective token o f steady fault feature by using wavelet energy method, and proposes the new idea to identify cut-in case and cut-out case, thereby successfully gives an uniqu e description quantitatively on the characterization of the variation of fault a nd cutting condition in the monitoring system. 展开更多
关键词 wavelet analysis free-form surfaces CNC mach ining monitoring system
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无遮拦三反射镜变形光学系统设计 被引量:1
17
作者 朱浩 崔庆丰 朴明旭 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期250-256,共7页
变形光学系统在X方向和Y方向有不同的焦距,物方视场的横纵比不再受探测器光接收面形状限制,可以在一个方向上扩大视场或提高目标分辨率而不影响另外一个方向。研究了无遮拦三反射镜变形光学系统的设计方法,利用Zernike像差分析方法分析... 变形光学系统在X方向和Y方向有不同的焦距,物方视场的横纵比不再受探测器光接收面形状限制,可以在一个方向上扩大视场或提高目标分辨率而不影响另外一个方向。研究了无遮拦三反射镜变形光学系统的设计方法,利用Zernike像差分析方法分析变形系统的像差特点,使用具有双曲率的Biconic Zernike曲面作为反射面校正系统像差。设计了一个X方向焦距fx为100mm,Y方向焦距fy为150mm,F数为2,视场为3.3°×1.65°的致冷型中波红外光学系统。探测器的横纵比为4…3,物方视场横纵比为2…1。该系统全视场范围内的调制传递函数在奈奎斯特频率处(33lp/mm)高于0.61。三个反射面及整个光学系统均关于YZ平面对称。设计结果表明,该系统能够改变物方视场的横纵比,增大了X方向的视场,结构紧凑,成像质量良好。 展开更多
关键词 光学设计 变形系统 离轴三反 自由曲面
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主法向方向单调自由曲面简易骨架图生成算法 被引量:1
18
作者 王洪申 赵红红 Uwimbabazi Angelique 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第2期315-320,共6页
利用骨架图进行三维模型的相似性比较研究在工程中有着重要的应用,可以有效地解决检索与重用等问题。本文给出了一种用简易骨架图描述主法向方向单调自由曲面(沿曲面的主法向方向的任一直线与该曲面最多只有一个交点)的方法。首先,求自... 利用骨架图进行三维模型的相似性比较研究在工程中有着重要的应用,可以有效地解决检索与重用等问题。本文给出了一种用简易骨架图描述主法向方向单调自由曲面(沿曲面的主法向方向的任一直线与该曲面最多只有一个交点)的方法。首先,求自由曲面的总法向量,按照总法向量的反方向将自由曲面投影到二维平面上,得到投影曲面;然后,求取投影曲面的骨架点和骨架线;最后,将投影曲面的骨架线按照自由曲面的总法向量方向进行柱面拉伸与自由曲面产生交线,该交线就是自由曲面的简易骨架图。并将本文算法与MATLAB中求骨架算法进行比较,实验表明,本文所得的简易骨架图可以更好地描述主法向方向单调自由曲面的几何与拓扑特征,为比较自由曲面的相似性提供了理论技术基础。 展开更多
关键词 自由曲面 骨架提取 主法向 骨架点
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一种LED光源矩形斑照明的优化算法及其仿真 被引量:1
19
作者 傅澄宇 杨波 李正达 《光学仪器》 2013年第5期36-40,共5页
微分方程求解法是设计自由曲面最常用的一种方法之一,此方法是通过建立照明源与被照明面之间的几何关系,来实现自由曲面的数值求解。通常会基于照明光源的光分布与被照明面的照明要求,建立一组偏微分方程,方程组的未知数为自由曲面的每... 微分方程求解法是设计自由曲面最常用的一种方法之一,此方法是通过建立照明源与被照明面之间的几何关系,来实现自由曲面的数值求解。通常会基于照明光源的光分布与被照明面的照明要求,建立一组偏微分方程,方程组的未知数为自由曲面的每一个节点的坐标和曲率值。通过能量守恒原理,解出所需要的自由曲面每个节点的具体坐标值。在现有微分方程理论的基础上,通过分割自由曲面和变步长的龙格-库塔算法,大幅改善了矩形照明斑的形状、能量利用率及均匀性等,对矩形照明斑质量实现了优化。 展开更多
关键词 自由曲面 微分方程 子面分割 变步长龙格—库塔算法
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基于机器人研磨自由曲面的运动学研究 被引量:1
20
作者 林洁琼 赵继 +1 位作者 詹建明 于淼 《汽车工艺与材料》 2005年第6期19-21,共3页
介绍了机器人研磨系统的构成和工作原理;建立了面向自由曲面研磨精加工的机器人的运动学模型。推导出了机器人的关节逆解并进行了仿真。仿真结果表明,当加工角度一定时,沿着余弦曲面研磨时机器人的关节运动平稳,从而说明运动学模型正确。
关键词 机器人 自由曲面 研磨系统
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