检索结果-内蒙古大学图书馆

计算机集成制造系统 2022年第12期28卷 3789-3804页

作者：曹伟蔡和伦谢卓尊刘斌江开勇华侨大学福建省特种能场制造重点实验室/厦门市数字化视觉测量重点实验室福建厦门361021

针对各向异性多孔结构设计复杂、力学性能可控性低等问题,提出一种基于k-nearest算法的增强型正交各向异性多孔结构设计方法。首先,通过站点密度场驱动随机采样算法,在设计域内生成站点。然后提出一种基于黎曼距离的改进k-nearest算法,... 详细信息

针对各向异性多孔结构设计复杂、力学性能可控性低等问题,提出一种基于k-nearest算法的增强型正交各向异性多孔结构设计方法。首先,通过站点密度场驱动随机采样算法,在设计域内生成站点。然后提出一种基于黎曼距离的改进k-nearest算法,叠加全域方向场,生成2.5D/3D增强型正交各向异性多孔结构。该方法不仅可以通过黎曼椭圆/球的拉伸比例控制局部正交各向异性程度,通过方向场控制各向异性的朝向,还可以通过站点密度场调控多孔结构力学性能的梯度分布。最后,分别通过数值均质化和压缩实验对3D打印的多孔结构的力学性能、失效状态、随机性和弹性设计空间进行分析。实验结果表明,采用所提方法设计的正交各向异性多孔结构具有更优良的弹性性能和更大的弹性设计空间。

关键词：梯度多孔结构正交各向异性数值均质化力学性能

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三角网格模型的特征保持混合折叠简化

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光学精密工程 2019年第4期27卷 971-983页

作者：曹增欢黄常标郑红华侨大学福建省特种能场制造重点实验室厦门市数字化视觉测量重点实验室福建厦门361021

在增材制造、逆向工程等领域,广泛存在包含大量甚至海量数据的三角网格模型。为便于存储并提高处理效率,经常需要进行网格模型简化。但在网格简化过程中存在特征保持、简化率和简化效率冲突的问题,为更好地平衡简化结果和简化效率,提出... 详细信息

在增材制造、逆向工程等领域,广泛存在包含大量甚至海量数据的三角网格模型。为便于存储并提高处理效率,经常需要进行网格模型简化。但在网格简化过程中存在特征保持、简化率和简化效率冲突的问题,为更好地平衡简化结果和简化效率,提出了特征保持的混合折叠算法。在基于曲度精确计算新顶点、最大距离高效计算折叠代价的基础上,对边界特征区域和非边界特征区域采用边折叠方式进行保特征简化,对非特征区域则采用三角形折叠方法进行高效简化,最后通过偏差和网格正则度对简化结果作出误差评价。算法实例表明:混合折叠算法的模型细节特征保持较好,简化前后变形较小且效率适中。

关键词：三角网格模型网格简化混合折叠细节特征保持

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应力驱动的2.5D梯度各向异性维诺多孔零件轻量化建模方法

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 1036-1049页

作者：曹伟潘文珺刘斌路平江开勇华侨大学福建省特种能场制造重点实验室/厦门市数字化视觉测量重点实验室福建厦门361021

为了提高多孔零件的设计自由度、内部力学性能梯度与实际应力分布的匹配度,提出一种应力驱动的2.5D梯度各向异性维诺多孔零件轻量化设计方法。将零件有限元分析结果分解为应力标量场和应力方向场,通过加权随机采样算法将应力标量场映射... 详细信息

为了提高多孔零件的设计自由度、内部力学性能梯度与实际应力分布的匹配度,提出一种应力驱动的2.5D梯度各向异性维诺多孔零件轻量化设计方法。将零件有限元分析结果分解为应力标量场和应力方向场,通过加权随机采样算法将应力标量场映射为零件设计域内的维诺站点分布,实现零件内部力学性能的梯度分布;将应力方向场映射为二维黎曼流形,提出一种基于胞元择优方向生长策略的各向异性维诺图生成算法,生成胞元沿黎曼流形分布的各向异性维诺图。在此基础上,通过偏置算法、调和距离场和拉伸算法生成光滑的梯度各向异性维诺多孔零件。最后,采用有限元分析、三点弯曲实验等方法将所设计的多孔零件和其他多孔零件进行比较分析。实验结果表明,所提出的梯度各向异性维诺多孔零件建模方法能有效提升零件内部力学性能梯度与实际应力分布的匹配度,降低材料消耗,实现轻量化设计。

关键词：轻量化设计多孔结构各向异性梯度维诺图

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大型自由曲面零件的机器人视觉快速定位方法

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计算机集成制造系统 2021年第7期27卷 1951-1958页

作者：林俊义吴雷杨梅英张雪枫江开勇华侨大学厦门市数字化视觉测量重点实验室/福建省特种能场制造重点实验室福建厦门361021

针对大型自由曲面零件缺少规则特征导致定位成本高、效率低且精度难以保证的问题,提出一种机器人视觉快速定位方法。设计了自适应分辨率的超体素聚类算法,对不同模型点云进行均匀分割;提出以分块质心点的曲率、夹角以及快速点特征直方图... 详细信息

针对大型自由曲面零件缺少规则特征导致定位成本高、效率低且精度难以保证的问题,提出一种机器人视觉快速定位方法。设计了自适应分辨率的超体素聚类算法,对不同模型点云进行均匀分割;提出以分块质心点的曲率、夹角以及快速点特征直方图(FPFH)描述子为依据,快速识别出完整CAD模型点云与局部测量数据的重叠区域并求解粗配准矩阵。改进了分支定界(BNB)嵌套迭代最近点(ICP)算法,提出基于关键点的快速精配准方法。以冲压件为对象进行实验验证,结果表明本方法节省了30%以上的配准时间,并显著提高了配准精度,能够解决大型自由曲面零件的定位难题。

关键词：自由曲面零件机器人视觉定位分块质心点重叠区域关键点

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不同梯度变化方式的不规则多孔结构设计与力学性能分析

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中国机械工程 2022年第23期33卷 2859-2866页

作者：汤永锋路平刘斌江开勇颜丙功刘嘉伟韩伟华侨大学福建省特种能场制造重点实验室厦门361021 华侨大学厦门市数字化视觉测量重点实验室厦门361021

基于Voronoi图设计了4种不同梯度变化方式的不规则多孔结构,通过光固化成形工艺制备了这4种梯度多孔结构。对这4种梯度多孔结构分别进行了纵向(载荷方向平行于梯度方向)和横向(载荷方向垂直于梯度方向)压缩实验,研究其变形特点和力学性... 详细信息

基于Voronoi图设计了4种不同梯度变化方式的不规则多孔结构,通过光固化成形工艺制备了这4种梯度多孔结构。对这4种梯度多孔结构分别进行了纵向(载荷方向平行于梯度方向)和横向(载荷方向垂直于梯度方向)压缩实验,研究其变形特点和力学性能。结果表明,梯度多孔结构在横向压缩时的变形特点与均匀多孔结构相似,纵向压缩时则表现出逐层坍塌的变形特点。在孔隙率相近的情况下,不同的梯度变化方式能够影响纵向压缩时的力学性能,对横向压缩的力学性能基本没有影响。降低梯度多孔结构的平均孔隙率可以提高结构力学性能。最后通过等应力复合模型和Voigt模型预测了梯度多孔结构纵向和横向压缩的弹性模量,预测结果与实验结果的相对误差基本都在10%以内。

关键词： Voronoi图梯度多孔结构变形特点力学性能

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基于模板CAD模型的任意位姿注塑件抛光轨迹生成与重用方法研究

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表面技术 2024年第3期53卷 65-74页

作者：陈乾宝吴雷林俊义江开勇黄常标华侨大学厦门市数字化视觉测量重点实验室福建厦门361021 华侨大学福建省特种能场制造重点实验室福建厦门361021

目的提高注塑零件机器人抛光轨迹的生成效率和柔性。方法以注塑件毛边抛光为对象,首先根据已知的模板CAD模型信息建立局部坐标系,并提取抛光特征线及抛光区域,通过等距截面法计算生成一系列加工轨迹点。为了提高抛光轨迹的生成效率,提... 详细信息

目的提高注塑零件机器人抛光轨迹的生成效率和柔性。方法以注塑件毛边抛光为对象,首先根据已知的模板CAD模型信息建立局部坐标系,并提取抛光特征线及抛光区域,通过等距截面法计算生成一系列加工轨迹点。为了提高抛光轨迹的生成效率,提出根据模型特征直接计算同类产品加工轨迹的方法,实现相似模型产品抛光轨迹的重用。然后,利用多线结构光技术快速测量当前位姿下的零件三维信息,通过三维点云匹配方法计算出任意当前位姿下的零件模型与模板CAD模型之间的转换关系。最后,结合手眼标定结果,计算出任意位姿零件的机器人抛光轨迹。结果以注塑件毛边抛光为例,进行模拟仿真和实验验证,结果表明,文中提出的方法只需单次测量即可计算出待加工零件的抛光轨迹,避免了在线完整物体的重构,使得物体测量和轨迹计算效率得到显著提高。此外,通过点云匹配与手眼标定方法,可完成任意位姿零件抛光轨迹的计算。结论文中提出的方法能够实现基于CAD模型的机器人抛光轨迹高效生成和重用,通过轨迹转换可实现任意位姿的轨迹计算,提高了机器人抛光轨迹生成的效率和柔性。

关键词：机器人抛光轨迹轨迹生成轨迹重用任意位姿坐标转换

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融合深度图像与密度聚类的下一最佳测量位姿确定方法

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计算机集成制造系统 2021年第11期27卷 3138-3147页

作者：林俊义张举李龙喜肖棋江开勇华侨大学厦门市数字化视觉测量重点实验室福建厦门361021 华侨大学福建省特种能场制造重点实验室福建厦门361021

针对机器人视觉自动测量中的下一最佳测量位姿确定问题,提出一种融合深度图像与密度聚类方法。该方法采用结构光双目视觉测量技术获得初始视角下被测物体的深度图像和三维点云数据,基于深度图像信息快速获取被测物体的边缘与密度聚类分... 详细信息

针对机器人视觉自动测量中的下一最佳测量位姿确定问题,提出一种融合深度图像与密度聚类方法。该方法采用结构光双目视觉测量技术获得初始视角下被测物体的深度图像和三维点云数据,基于深度图像信息快速获取被测物体的边缘与密度聚类分析区域,基于密度聚类方法判定区域的复杂程度,进一步结合视场要求计算子区域权重,获得下一视场的最佳移动方向。利用趋势面分析预测下一最佳测量位姿的空间范围,采用深度图像信息获得趋势面分析全局区域,并快速获得中心趋势线的空间数据以确定下一最佳测量位姿。建立了Universal Robot 5(UR5)机器人和视觉测量平台,对胡巴和海盗头像模型进行测量实验,验证了所提方法的有效性。

关键词：机器人视觉自动测量深度图像密度聚类下一最佳测量位姿

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基于遗传算法的多点切触刀位优化算法

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计算机集成制造系统 2022年第8期28卷 2449-2459页

作者：左远征黄常标张絮晖华侨大学福建省特种能场制造重点实验室福建厦门361021 华侨大学厦门市数字化视觉测量重点实验室福建厦门361021

针对目前五轴数控加工环形刀具多点切触刀位优化算法计算效率不高、切削带宽尚有提升空间的问题,提出一种基于遗传算法的多点切触刀位计算方法。为避免局部干涉,在将初始环形刀具模型和刀位优化区域变换到指定位置的基础上,精确计算给... 详细信息

针对目前五轴数控加工环形刀具多点切触刀位优化算法计算效率不高、切削带宽尚有提升空间的问题,提出一种基于遗传算法的多点切触刀位计算方法。为避免局部干涉,在将初始环形刀具模型和刀位优化区域变换到指定位置的基础上,精确计算给定倾斜角、侧偏角的离散刀具模型与刀位优化区域曲面之间的最短有向距离。为精确计算切削带宽,将刀具模型移动最短有向距离后,与刀位优化区域曲面的等残留高度偏置曲面进行求交,获得近似于实际的切削带宽。以切削带宽为优化目标,以倾斜角、侧偏角为编码变量,采用遗传算法寻优获得最大切削带宽所对应的刀位倾斜角、侧偏角。算法运算实例表明,所提算法能够有效实现环形刀具的五轴加工刀位优化,最优刀位对应的切削带宽更大,计算效率也更高。

关键词：五轴数控加工环形刀具多点切触遗传算法最短有向距离

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环氧基复合吸波涂层的制备与性能研究

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表面技术 2022年第4期51卷 325-334页

作者：王顺顺张喆王霏张际亮颜丙功顾永华江开勇华侨大学福建省特种能场制造重点实验室福建厦门361021 华侨大学厦门市数字化视觉测量重点实验室福建厦门361021

目的制备综合吸波性能良好的复合吸波涂层。方法选择炭黑和羰基铁粉进行机械混合,作为吸波剂加入到环氧树脂中进行吸波材料制备,利用扫描电子显微镜对炭黑和羰基铁粉分别进行微观形貌的观察。利用矢量网络分析仪在2~18 GHz内测试其电磁... 详细信息

目的制备综合吸波性能良好的复合吸波涂层。方法选择炭黑和羰基铁粉进行机械混合,作为吸波剂加入到环氧树脂中进行吸波材料制备,利用扫描电子显微镜对炭黑和羰基铁粉分别进行微观形貌的观察。利用矢量网络分析仪在2~18 GHz内测试其电磁性能,研究炭黑和羰基铁粉含量及涂层厚度对吸波性能的影响规律。结果通过观察微观形貌发现,炭黑颗粒较小,出现团聚和粘附性现象,羰基铁粉颗粒呈球状,表面光滑,分散性好。复合后的材料混合较均匀,羰基铁粉分散在基体中,与炭黑团配合能够提高材料的吸波性能。纯炭黑的吸波频带较窄,纯羰基铁粉的频带主要集中在中高频段,而复合后的吸波频段较宽,有着良好的吸波性能。炭黑质量分数为4%,羰基铁粉质量分数为250%,厚度为2 mm时,吸波涂层在9~18 GHz的微波吸收率超过90%,且反射损耗峰值达到近–45 dB。结论炭黑和羰基铁粉复合后,吸波材料的吸波频带更宽,效果更好,解决了单一吸波剂涂层存在的吸波频带窄和集中于高频段的问题。通过调节涂层厚度,可以使材料在相对应的波段获得更好的吸波性能,从而得到更广泛的应用。

关键词：吸波涂层炭黑羰基铁粉复介电常数复磁导率吸波性能

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特征尺寸驱动的鞋楦参数化设计

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机械工程学报 2017年第21期53卷 118-127页

作者：何恕预刘斌华侨大学数字化视觉测量厦门市重点实验室厦门361021 华侨大学特种能场制造福建省重点实验室厦门361021

针对鞋楦数字化设计中对非线性尺寸的约束要求,提出一种基于微分坐标变形的尺寸驱动曲面变形方法,实现围长驱动的楦型设计。基于足-楦尺寸的对应关系修改鞋楦上的非线性尺寸,将围长尺寸变化映射为围线形状的变化,再由变化后的围线形状... 详细信息

针对鞋楦数字化设计中对非线性尺寸的约束要求,提出一种基于微分坐标变形的尺寸驱动曲面变形方法,实现围长驱动的楦型设计。基于足-楦尺寸的对应关系修改鞋楦上的非线性尺寸,将围长尺寸变化映射为围线形状的变化,再由变化后的围线形状通过网格变形技术转化为楦型曲面的形状修改。通过迭代计算,可以保证围度曲线长度的精确约束;同时,根据楦型设计规律增加的位置约束和方向约束使变形后的曲面能够继承原有楦型曲面内在的形状特征;拉普拉斯变形拥有的特征保持性特点使变形后的鞋楦仍然保持原有的楦型样式,且其最小二乘意义下的求解框架有利于均布计算误差,使变形更加光顺、自然。试验结果表明,所提方法变形自然,实用性强。

关键词：鞋楦参数化设计特征尺寸围长拉普拉斯变形

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