基于遺傳算法的點(diǎn)群數(shù)據(jù)成型方向優(yōu)化.pdf

1、隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，產(chǎn)品的更新周期越來(lái)越短，不但要求設(shè)計(jì)者快速地設(shè)計(jì)出產(chǎn)品，而且能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)制造出樣品，進(jìn)行必要的測(cè)試和修改，最后形成產(chǎn)品?？焖僭图夹g(shù)由于可以自動(dòng)、快速地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型或直接制造零部件，因此得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 本文在對(duì)常用快速原型工藝進(jìn)行對(duì)比分析的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)：很多快速原型工藝在制造原型的過(guò)程中都需要添加支撐，也就是說(shuō)，原型在制造時(shí)的擺放位置將直接影響到支撐的添加，進(jìn)一

2、步影響到成型時(shí)間、成型效率和制造成本。因此，在快速原型制造時(shí)，成型方向是一個(gè)非常重要的影響因素，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，找到最優(yōu)成型方向具有重要的意義。 在對(duì)快速原型成型方向優(yōu)化的研究中，絕大多數(shù)集中于對(duì)STL模型的處理，本文將成型方向優(yōu)化前移至反求工程中的數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域。首先利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備得到零件的點(diǎn)群數(shù)據(jù)，然后對(duì)點(diǎn)群數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，從而找到零件成型時(shí)的最優(yōu)方向。在對(duì)成型方向進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，考慮到目標(biāo)函數(shù)具有非凸、非線性的特點(diǎn)，引入了遺傳算法

3、對(duì)其進(jìn)行處理。 針對(duì)簡(jiǎn)單遺傳算法收斂速度慢、易陷入局部極小點(diǎn)(即早熟)等缺點(diǎn)，本文提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施：為了解決離散的個(gè)體被盡早舍棄的問(wèn)題，對(duì)適應(yīng)函數(shù)做了線性變化：為了挑選最優(yōu)個(gè)體，并將其復(fù)制到下一代群體中，使算法避免無(wú)效搜索，采用了比例選擇算子；為了保證優(yōu)良基因能夠在下一代中有一定的遺傳和繼承的機(jī)會(huì)，采用了均勻算術(shù)交叉算子。 為了更好地能對(duì)點(diǎn)群數(shù)據(jù)進(jìn)行成型優(yōu)化，在廣泛閱讀文獻(xiàn)和調(diào)研的基礎(chǔ)上，本文采用光照原理，將掃描得到

4、點(diǎn)群進(jìn)行處理，用平行透射光束照射網(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)了用01點(diǎn)陣表示出了三維實(shí)體，為遺傳算法的計(jì)算提供了二進(jìn)制編碼。這種方法不僅適用于點(diǎn)群數(shù)據(jù)成型優(yōu)化，而且對(duì)點(diǎn)群數(shù)據(jù)直接進(jìn)行快速原型分層也有一定的參考價(jià)值。 最后，本文用Matlab6.5設(shè)計(jì)了點(diǎn)群數(shù)據(jù)成型方向優(yōu)化的遺傳算法程序，并最終得到了驗(yàn)證。 通過(guò)本文的研究，找到了一種處理點(diǎn)群數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)捷方法，突破了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)零件成型優(yōu)化的局限，而將其擴(kuò)展到反求工程的數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域.通過(guò)對(duì)點(diǎn)群數(shù)