基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件cad模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別方法，其步驟如下：1)窄面分類(lèi)與窄面缺陷定義；2)拓?fù)涿嬗行?shù)域計(jì)算；3)邊界凹頂點(diǎn)判定；4)狹窄區(qū)域構(gòu)造；5)窄面缺陷判斷。實(shí)踐證明，該方法可實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別，具有識(shí)別結(jié)果正確、效率高、速度快等特點(diǎn)，可用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件三維設(shè)計(jì)模型質(zhì)量檢測(cè)，以提高快速數(shù)控編程的效率并顯著減少工藝員工作量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí) 別方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別方 法，用于"飛機(jī)結(jié)構(gòu)件三維設(shè)計(jì)模型質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)"，為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件快速數(shù)控編程系統(tǒng)提供 正確的、有效的模型數(shù)據(jù)，屬于飛機(jī)數(shù)字化數(shù)控編程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 模型數(shù)據(jù)質(zhì)量是指產(chǎn)品數(shù)模在并行工程和協(xié)同設(shè)計(jì)等環(huán)境下、在數(shù)據(jù)交換過(guò)程中 能夠準(zhǔn)確表達(dá)對(duì)象信息的能力，其基本要求包括:正確性、合理性和規(guī)范性。其中，合理性是 指采用"設(shè)計(jì)與工藝一體化"的設(shè)計(jì)模式，充分考慮后續(xù)各工藝環(huán)節(jié)(加工、裝配、檢測(cè)等）的 要求及約束，生成與工藝過(guò)程相匹配的合理設(shè)計(jì)模型。但在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)模表面常出現(xiàn)一 類(lèi)具有狹窄結(jié)構(gòu)的拓?fù)涿?，在狹窄結(jié)構(gòu)處兩參數(shù)方向的尺寸會(huì)相差較大，從而在其面域(面 上連通點(diǎn)的最大聚集區(qū)）內(nèi)形成一定的狹窄區(qū)域。工藝人員稱(chēng)此類(lèi)拓?fù)涿鏋?窄面"。此類(lèi)缺 陷常見(jiàn)于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)模的筋端、轉(zhuǎn)角和內(nèi)外緣等特征中，由不規(guī)范的建模操作、頻繁的曲 面裁剪、實(shí)體布爾運(yùn)算或系統(tǒng)精度問(wèn)題導(dǎo)致。窄面缺陷的存在對(duì)模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的完整性和 正確性并不造成直接的影響，但會(huì)導(dǎo)致下游各工程操作的失敗，如模型更改時(shí)的曲面求交 或偏置、有限元分析中的曲面網(wǎng)格剖分、數(shù)控加工中的工藝規(guī)劃、刀軌計(jì)算等。因此，在進(jìn)行 飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工自動(dòng)編程前，必須對(duì)這類(lèi)模型缺陷進(jìn)行預(yù)處理。由于肉眼難以察 覺(jué)分辨且工作量大而繁雜，通常不便于以人工交互的方式進(jìn)行檢測(cè)。而基于參數(shù)域邊界分 析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別可以有效解決曲面窄面缺陷檢測(cè)這一問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄 面缺陷自動(dòng)識(shí)別方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)數(shù)模中窄面缺陷的自動(dòng)識(shí)別。該方法無(wú) 需進(jìn)行大量的人工交互操作，減輕了工人的工作量，在保證零件數(shù)模的正確性、合理性以及 規(guī)范性方面發(fā)揮了重要作用，為實(shí)現(xiàn)飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件快速數(shù)控編程提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 1)窄面分類(lèi)與窄面缺陷定義;2)拓?fù)涿嬗行?shù)域計(jì)算;3)邊界凹頂點(diǎn)判定;4)狹 窄區(qū)域構(gòu)造;5)窄面缺陷判斷。
[0006] 所述步驟1)窄面缺陷定義與分類(lèi)，包含：（1)窄面分類(lèi);（2)窄面缺陷定義；
[0007] 所述的（1)窄面分類(lèi)，即考慮窄面缺陷的幾何特點(diǎn)，以其面域中狹窄區(qū)域所在位置 的不同，可分為整體窄面和局部窄面;按工程意義上對(duì)窄面缺陷中的狹窄區(qū)域進(jìn)行定量描 述，可分為絕對(duì)窄面和相對(duì)窄面；
[0008] 所述的（2)窄面缺陷定義，即定義1;
[0009] 所述的定義1:對(duì)零件數(shù)模m表面的任意拓?fù)涿鎓，若其面域內(nèi)存在一定的狹窄區(qū)域 D且滿足下列條件之一：
[0010]⑴論；
[001 1 ]⑵ 'I > 'min A / D 尺碰
[0012] 則稱(chēng)此拓?fù)涿鎓為窄面，或存在窄面缺陷。其中，LD、WD分別表示區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度， 仏,,\、分別為區(qū)域D的最大和最小寬度，為區(qū)域D的最大長(zhǎng)寬比，w_為面域 最小允許寬度，Rm X為面域最大允許長(zhǎng)寬比；
[0013] 所述步驟2)拓?fù)涿嬗行?shù)域計(jì)算，即提取曲面的內(nèi)外環(huán)輪廓線，按一定規(guī)則進(jìn) 行離散后，將離散點(diǎn)集映射至參數(shù)域平面中，以有序折線段近似表示有效參數(shù)域邊界；
[0014] 所述步驟3)邊界凹頂點(diǎn)判定，即近似有效參數(shù)域在其參數(shù)域平面中為一個(gè)邊界形 狀不規(guī)則的多邊形，且其內(nèi)外環(huán)邊界線均由折線段構(gòu)成。以矢量叉乘的方法來(lái)判斷參數(shù)域 多邊形各頂點(diǎn)的凹凸性；
[0015] 所述步驟4)狹窄區(qū)域構(gòu)造，即在參數(shù)域多邊形各凹頂點(diǎn)的有效瓶頸線區(qū)內(nèi)計(jì)算其 所關(guān)聯(lián)的瓶頸線，以凹頂點(diǎn)、瓶頸線為關(guān)鍵元素，依據(jù)規(guī)則1、規(guī)則2和規(guī)則3構(gòu)造初始狹窄區(qū) 域并進(jìn)行擴(kuò)展，最終將其映射到曲面上以驗(yàn)證此狹窄區(qū)域的有效性。
[0016] 所述的規(guī)則1，即凹頂點(diǎn)優(yōu)先規(guī)則:對(duì)近似有效參數(shù)域R'v中的任意邊界線，若其兩 端點(diǎn)均為凹頂點(diǎn)，則優(yōu)先以此類(lèi)邊界線來(lái)構(gòu)造初始狹窄區(qū)域。
[0017] 所述的規(guī)則2,即相似瓶頸線規(guī)則:對(duì)近似有效參數(shù)域R'v中的優(yōu)先邊界線(兩端點(diǎn) 均為凹頂點(diǎn)），若其至少有兩條瓶頸線的另一端點(diǎn)均在同一邊界線上或在具有切矢連續(xù)關(guān) 系的不同邊界線上，則可以瓶頸線、邊界線來(lái)構(gòu)造初始狹窄區(qū)域。
[0018] 所述的規(guī)則3,即區(qū)域合并規(guī)則：對(duì)于兩相鄰的初始狹窄區(qū)域（具有公共的瓶頸 線），若其邊界線對(duì)應(yīng)的具有近似切矢連續(xù)關(guān)系，則可將此相鄰的初始狹窄區(qū)域進(jìn)行合并。
[0019] 所述步驟5)窄面缺陷判斷，即得到參數(shù)域中的狹窄區(qū)域后，將其映射到原曲面上， 可相應(yīng)的得到狹窄面域，計(jì)算此狹窄面域的寬度、長(zhǎng)度，并依據(jù)窄面缺陷定義進(jìn)行判定。
[0020] 本發(fā)明的有益效果:應(yīng)用本發(fā)明提出的基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模 型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別方法，結(jié)合窄面幾何特點(diǎn)與工程意義對(duì)窄面缺陷進(jìn)行了分類(lèi)和定義， 采用拓?fù)涿嬗行?shù)域計(jì)算并構(gòu)造狹窄區(qū)域的方法對(duì)窄面缺陷實(shí)現(xiàn)了正確可靠的識(shí)別。采 用這種方法可以快速準(zhǔn)確地識(shí)別飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型表面的窄面缺陷，是"飛機(jī)結(jié)構(gòu)件三維 設(shè)計(jì)模型質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)"中不可缺少的組成部分，為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件快速數(shù)控編程提供正確有 效的模型數(shù)據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖la整體和局部窄面不意圖--壁板內(nèi)緣
[0022] 圖lb整體和局部窄面示意圖--框外緣
[0023] 圖lc整體和局部窄面示意圖一一槽腔底面
[0024] 圖Id整體和局部窄面示意圖一一槽腔側(cè)面 [0025] 圖2a絕對(duì)和相對(duì)窄面示意圖--絕對(duì)窄面
[0026] 圖2b絕對(duì)和相對(duì)窄面示意圖--相對(duì)窄面
[0027]圖3窄面缺陷定義示例圖
[0028] 圖4有效參數(shù)域
[0029]圖5近似有效參數(shù)域邊界線
[0030 ]圖6 a凹頂點(diǎn)判定示例圖--點(diǎn)p i處的向量叉積
[0031 ]圖6b凹頂點(diǎn)判定示例圖--凸頂點(diǎn)與凹頂點(diǎn)
[0032]圖7點(diǎn)pr處的有效瓶頸線區(qū) [0033]圖8瓶頸線計(jì)算結(jié)果 [0034]圖9相似瓶頸線準(zhǔn)則
[0035] 圖10區(qū)域合并準(zhǔn)則
【具體實(shí)施方式】
[0036] 本發(fā)明是建立在CAD/CAM系統(tǒng)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷識(shí)別的一 種方法。
[0037] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，本實(shí)施例是在以發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不 限于下述實(shí)施實(shí)例。
[0038] 步驟1):窄面分類(lèi)與窄面缺陷定義，包含：（1)窄面分類(lèi);（2)窄面缺陷定義。
[0039] 所述(1)窄面分類(lèi)，通過(guò)分析飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)模中常見(jiàn)窄面缺陷的幾何特點(diǎn)，以其工 程背景為依據(jù)，分別從定性和定量的角度將窄面缺陷進(jìn)行如下分類(lèi)：
[0040] 〈1>考慮窄面缺陷的幾何特點(diǎn)，以其面域中狹窄區(qū)域所在位置的不同，可分為整體 窄面和局部窄面。
[0041] a.整體窄面。如圖la、圖lb所示，拓?fù)涿娴恼w呈狹窄狀。此類(lèi)窄面缺陷主要出現(xiàn) 在壁板、框類(lèi)零件的內(nèi)外緣處，由頻繁的曲面裁剪分割、實(shí)體布爾運(yùn)算造成，且人工難以發(fā) 現(xiàn)。
[0042] b.局部窄面。如圖lc、圖Id所示，拓?fù)涿娲嬖谀尘植肯鄬?duì)其整體面域呈狹窄狀。常 見(jiàn)于壁板和框類(lèi)零件中階梯槽的底面以及多下陷槽的側(cè)面等，由不規(guī)范的草圖繪制或系統(tǒng) 精度問(wèn)題導(dǎo)致。
[0043] 〈2>工程意義上對(duì)窄面缺陷中的狹窄區(qū)域進(jìn)行定量描述，可分為絕對(duì)窄面和相對(duì) 窄面。
[0044] a.絕對(duì)窄面。拓?fù)涿嬖谄洫M窄區(qū)域內(nèi)沿某參數(shù)方向的尺寸始終小于特定閾值，從 而形成絕對(duì)意義上的狹窄區(qū)域，如圖2a所示。
[0045] b.相對(duì)窄面。拓?fù)涿嬖谄洫M窄區(qū)域內(nèi)沿兩參數(shù)方向的尺寸之比（如圖213*1:7712) 超出特定閾值，即兩參數(shù)方向的尺寸相差懸殊，形成相對(duì)的狹窄區(qū)域。
[0046] 所述(2)窄面缺陷定義，即：
[0047]定義1:對(duì)零件數(shù)模m表面的任意拓?fù)涿鎓，若其面域內(nèi)存在一定的狹窄區(qū)域D且滿 足下列條件之一：
[0048] (D^zw
[0049 ]⑵ ,八 / 壞D lax。
[0050]則稱(chēng)此拓?fù)涿鎓為窄面，或存在窄面缺陷。其中，其中，Ld、Wd分別表示區(qū)域的長(zhǎng)度和 寬度(如圖3所示分別為區(qū)域D的最大和最小寬度，為區(qū)域D的最大 長(zhǎng)寬比，WminS面域最小允許寬度，Rmax為面域最大允許長(zhǎng)寬比；
[0051]所述區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度，即模型表面任意拓?fù)涿鎓的等參數(shù)線簇Cui、(^中弧長(zhǎng)較 大者作為面域的長(zhǎng)度，較小者作為面域的寬度。
[0052]所述區(qū)域的最大和最小寬度，即通常拓?fù)涿鎯?nèi)各點(diǎn)的面域長(zhǎng)度（寬度)不一，將長(zhǎng) 度(寬度)方向參數(shù)曲線弧長(zhǎng)的最大值稱(chēng)為面域最大長(zhǎng)度(寬度），最小值則稱(chēng)為面域最小長(zhǎng) 度(寬度)°
[0053]所述區(qū)域的最大長(zhǎng)寬比，即最大長(zhǎng)度與最小寬度之比稱(chēng)為面域最大長(zhǎng)寬比。
[0054]步驟2):拓?fù)涿嬗行?shù)域計(jì)算。曲面在微分幾何中可表示成雙參數(shù)u和v的矢函 數(shù)p = p(u，v)，曲面的范圍可用兩參數(shù)的變化區(qū)間映射為uv參數(shù)平面上的一個(gè)矩形區(qū)域給 出。這樣就相應(yīng)的得到具有四條邊界的曲面即四邊曲面。當(dāng)曲面經(jīng)過(guò)裁剪后，其參數(shù)域?qū)⒈?局限在原矩形區(qū)域內(nèi)的某一子區(qū)域中。子區(qū)域內(nèi)的點(diǎn)與曲面邊界范圍內(nèi)的點(diǎn)具有一一對(duì)應(yīng) 的映射關(guān)系，將此子區(qū)域稱(chēng)為裁剪曲面的有效參數(shù)域。有效參數(shù)域的內(nèi)外環(huán)邊界線對(duì)應(yīng)于 曲面的內(nèi)外環(huán)輪廓線。如圖4所示，原曲面所對(duì)應(yīng)的矩形參數(shù)域?yàn)镽，曲面經(jīng)裁剪后所形成的 有效參數(shù)域?yàn)閳D中灰色陰影區(qū)域R v。對(duì)于模型表面任意拓?fù)涿?，其有效參?shù)域的計(jì)算，可轉(zhuǎn) 化為有效參數(shù)域邊界線的計(jì)算。首先提取曲面的內(nèi)外環(huán)輪廓線，按離散規(guī)則進(jìn)行離散后，計(jì) 算輪廓線上各點(diǎn)在曲面上的參數(shù)值，最終將其映射到參數(shù)域平面中，以有序折線段近似表 示有效參數(shù)域邊界。如圖5所示，拓?fù)涿鎓具有外環(huán)輪廓線Co和內(nèi)環(huán)輪廓線&，將輪廓線(^進(jìn) 行離散采樣并映射于參數(shù)域中，依次連接各參數(shù)點(diǎn)得邊界線C P1，可近似作為其有效參數(shù)域 的邊界線。如此，可獲得模型中拓?fù)涿嫠鶎?duì)應(yīng)的近似有效參數(shù)域Rv'，并在此二維參數(shù)域平 面中求解狹窄區(qū)域以映射到拓?fù)涿嬷小?br>[0055]所述離散規(guī)則：當(dāng)輪廓線為直線時(shí)，可直接將其兩端點(diǎn)作為離散點(diǎn)；當(dāng)輪廓線為圓 弧和一般曲線時(shí)，則需將輪廓線按其曲線參數(shù)進(jìn)行等參數(shù)采樣，以提取離散點(diǎn)。
[0056] 步驟3)邊界凹頂點(diǎn)判定。設(shè)點(diǎn)序列Pl，p2,…，Pl，…，p n在參數(shù)域外環(huán)邊界線上按逆 時(shí)針排列，在內(nèi)環(huán)邊界線上按順時(shí)針排列，則可用向量的叉積來(lái)判斷頂點(diǎn)凹凸性。設(shè)向 量
[0057] v, -Pi^Pi ^aii + aj
[0058] v, = , = bj + bhj
[0059] v = vi X V2= (aibj-biaj)k = vkk
[0060] 則有 乂 為凸頂點(diǎn) [0061 ] < v* <0, JV為凹頂點(diǎn) 3=0,凡無(wú)凹凸性
[0062]如圖6a所示為某拓?fù)涿娴慕朴行?shù)域Rv'，其內(nèi)環(huán)邊界線上相鄰的三個(gè)頂點(diǎn) Pi-l、Pi、Pi+l，則向量叉積V, X V,=尺M(jìn) ,的大小和方向可用來(lái)判定頂點(diǎn)Pi的凹凸 性。特殊情況下，向量叉積V = 0,則說(shuō)明頂點(diǎn)口:無(wú)凹凸性。以上述方法依次對(duì)參數(shù)域邊界線 上各頂點(diǎn)判斷凹凸性，判定結(jié)果如圖6b所示。
[0063]步驟4)狹窄區(qū)域構(gòu)造。首先根據(jù)凹頂點(diǎn)計(jì)算瓶頸線，然后依據(jù)規(guī)則1、規(guī)則2和規(guī)則 3構(gòu)造初始狹窄區(qū)域并進(jìn)行擴(kuò)展，最終將其映射到曲面上以驗(yàn)證此狹窄區(qū)域的有效性。具體 如下：
[0064] 拓?fù)涿娴慕朴行?shù)域Rv'，對(duì)其邊界線上任意一個(gè)凹頂點(diǎn)Pr，以Pr為端點(diǎn)引出 兩條射線巧和;^，且有;^和;^分別垂直于以Pr為頂點(diǎn)的兩條邊。兩條射線構(gòu)成的夾 角區(qū)域即為點(diǎn)Pr的有效瓶頸線區(qū)，表示為貨，如圖7所示。據(jù)此可判斷與凹頂點(diǎn)Pr關(guān)聯(lián)的瓶頸 線的有效性，即對(duì)于與點(diǎn)Pr關(guān)聯(lián)的所有瓶頸線，若瓶頸線在此區(qū)域內(nèi)，則是有效的；否則視 為無(wú)效，圖8中的虛線為近似有效參數(shù)域的瓶頸線計(jì)算結(jié)果。
[0065] 通過(guò)分析各凹頂點(diǎn)所在邊界的鄰接關(guān)系，根據(jù)規(guī)則1、規(guī)則2和規(guī)則3構(gòu)造初始狹窄 區(qū)域并進(jìn)行擴(kuò)展，最終將其映射到曲面上以驗(yàn)證狹窄區(qū)域的有效性。
[0066] 所述的規(guī)則1，即凹頂點(diǎn)優(yōu)先規(guī)則:對(duì)近似有效參數(shù)域Rv'中的任意邊界線，若其兩 端點(diǎn)均為凹頂點(diǎn)，則優(yōu)先以此類(lèi)邊界線來(lái)構(gòu)造初始狹窄區(qū)域。
[0067] 所述的規(guī)則2,即相似瓶頸線規(guī)則:對(duì)近似有效參數(shù)域Rv'中的優(yōu)先邊界線(兩端點(diǎn) 均為凹頂點(diǎn)），若其至少有兩條瓶頸線的另一端點(diǎn)均在同一邊界線上或在具有切矢連續(xù)關(guān) 系的不同邊界線上，則可以瓶頸線、邊界線來(lái)構(gòu)造初始狹窄區(qū)域。
[0068]如圖9所示，參數(shù)域邊界線ei為優(yōu)先的邊界線，其瓶頸線為并也、鞏雜、.；?2仏.、爲(wèi)』％，， 且的另一端點(diǎn)Pdl、Pd2均在同一邊界線62上(瓶頸線具有相似性），由此可構(gòu)造初 始狹窄區(qū)域PlP2Pd3Pd2 (淺灰色區(qū)域）。
[0069] 所述的規(guī)則3,即區(qū)域合并規(guī)則：對(duì)于兩相鄰的初始狹窄區(qū)域（具有公共的瓶頸 線），若其邊界線對(duì)應(yīng)的具有近似切矢連續(xù)關(guān)系，則可將此相鄰的初始狹窄區(qū)域進(jìn)行合并。
[0070] 如圖10所示為初始狹窄區(qū)域合并示意圖。在此圖中，編號(hào)為1~6的初始狹窄區(qū)域 是間接或直接相鄰的，且除瓶頸線外的邊界線間對(duì)應(yīng)的具有近似切矢連續(xù)關(guān)系，根據(jù)規(guī)則3 將其合并成一個(gè)狹窄區(qū)域。
[0071] 步驟5)窄面缺陷判斷。得到參數(shù)域中的狹窄區(qū)域后，將其映射到原曲面上，可相應(yīng) 的得到狹窄面域，計(jì)算此狹窄面域的寬度、長(zhǎng)度，并依據(jù)定義1進(jìn)行判定。特殊的，當(dāng)參數(shù)域 多邊形上無(wú)凹頂點(diǎn)、瓶頸線時(shí)，則以整個(gè)有效參數(shù)域作為初始狹窄區(qū)域，并映射到曲面上進(jìn) 行驗(yàn)證。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于，包 括如下步驟： 1)窄面分類(lèi)與窄面缺陷定義;2)拓?fù)涿嬗行?shù)域計(jì)算;3)邊界凹頂點(diǎn)判定;4)狹窄區(qū) 域構(gòu)造;5)窄面缺陷判斷。2. 基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:所 述步驟1)窄面分類(lèi)與窄面缺陷定義，包含：（1)窄面分類(lèi);（2)窄面缺陷定義； 所述的（1)窄面分類(lèi)，即考慮窄面缺陷的幾何特點(diǎn)，W其面域中狹窄區(qū)域所在位置的不 同，可分為整體窄面和局部窄面;按工程意義上對(duì)窄面缺陷中的狹窄區(qū)域進(jìn)行定量描述，可 分為絕對(duì)窄面和相對(duì)窄面； 所述的(2)窄面缺陷定義，即定義1; 所述的定義1:對(duì)零件數(shù)模m表面的任意拓?fù)涿鎓，若其面域內(nèi)存在一定的狹窄區(qū)域D且 滿足下列條件之一：則稱(chēng)此拓?fù)涿鎓為窄面，或存在窄面缺陷。其中，Ld、Wd分別表示區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度， 而。、W〇。,,。分別為區(qū)域D的最大和最小寬度，/Wcmm為區(qū)域D的最大長(zhǎng)寬比，Wmin為面域最 小允許寬度，Rmax為面域最大允許長(zhǎng)寬比。3. 基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:所 述步驟2)拓?fù)涿嬗行?shù)域計(jì)算，即提取曲面的內(nèi)外環(huán)輪廓線，按一定規(guī)則進(jìn)行離散后，將 離散點(diǎn)集映射至參數(shù)域平面中，W有序折線段近似表示有效參數(shù)域邊界。4. 基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:所 述步驟3)邊界凹頂點(diǎn)判定，即近似有效參數(shù)域在其參數(shù)域平面中為一個(gè)邊界形狀不規(guī)則的 多邊形，且其內(nèi)外環(huán)邊界線均由折線段構(gòu)成。W矢量叉乘的方法來(lái)判斷參數(shù)域多邊形各頂 點(diǎn)的凹凸性。5. 基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:所 述步驟4)狹窄區(qū)域構(gòu)造，即在參數(shù)域多邊形各凹頂點(diǎn)的有效瓶頸線區(qū)內(nèi)計(jì)算其所關(guān)聯(lián)的瓶 頸線，W凹頂點(diǎn)、瓶頸線為關(guān)鍵元素，依據(jù)規(guī)則1、規(guī)則2和規(guī)則3構(gòu)造初始狹窄區(qū)域并進(jìn)行擴(kuò) 展，最終將其映射到曲面上W驗(yàn)證此狹窄區(qū)域的有效性。 所述的規(guī)則1，即凹頂點(diǎn)優(yōu)先規(guī)則:對(duì)近似有效參數(shù)域R'v中的任意邊界線，若其兩端點(diǎn) 均為凹頂點(diǎn)，則優(yōu)先W此類(lèi)邊界線來(lái)構(gòu)造初始狹窄區(qū)域。 所述的規(guī)則2,即相似瓶頸線規(guī)則:對(duì)近似有效參數(shù)域R'v中的優(yōu)先邊界線(兩端點(diǎn)均為 凹頂點(diǎn)），若其至少有兩條瓶頸線的另一端點(diǎn)均在同一邊界線上或在具有切矢連續(xù)關(guān)系的 不同邊界線上，則可W瓶頸線、邊界線來(lái)構(gòu)造初始狹窄區(qū)域。 所述的規(guī)則3,即區(qū)域合并規(guī)則:對(duì)于兩相鄰的初始狹窄區(qū)域(具有公共的瓶頸線），若 其邊界線對(duì)應(yīng)的具有近似切矢連續(xù)關(guān)系，則可將此相鄰的初始狹窄區(qū)域進(jìn)行合并。6. 基于參數(shù)域邊界分析的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件CAD模型窄面缺陷自動(dòng)識(shí)別方法，其特征在于:所 述步驟5)窄面缺陷判斷，即得到參數(shù)域中的狹窄區(qū)域后，將其映射到原曲面上，可相應(yīng)的得 到狹窄面域，計(jì)算此狹窄面域的寬度、長(zhǎng)度，并依據(jù)定義1進(jìn)行判定。
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK105913412SQ201610171963
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】鄭國(guó)磊, 周敏, 鄭祖杰, 陳樹(shù)林, 王勃, 杜寶瑞
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué), 沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司, 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司