零件特征的数据处理与参数提取方法

学校

上海电机学院

项目名称

零件特征的数据处理与参数提取方法

技术领域

(可多选)

□新能源

□生物医药

□新能源汽车

□民用航空制造业

□电子信息制造业

□海洋工程装备

□先进重大装备

□软件和信息服务业

■新材料

□其它：

技术属性

(可多选)

□新工艺

■新技术

□新装备

□新材料

□新产品

□其它：

专 家 简 介

项目负责人，女，浙江大学博士后，现任职于上海电机学院。

总计发表文章60余篇，其中EI/SCI收录30余篇。近5年内以第一作者或通讯作者共发表学术论文近20篇，EI收录10余篇；申请发明专利6项，主持或参与了多项科研项目，包括作为项目主持人获批上海市自然科学基金、市教委重点科研创新项目、上海交通大学重点实验室开放基金项目及多项企业研发项目。作为主研人参与了国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项、863子项目“服务机器人”等项目，以自己的实践经验与科研实力带领科研团队共同奋进。所开展的科研项目具有一定前瞻性，对机械工程学科的发展起到了良好的带动和推动作用。通过对这些科研项目的研究，使自己的科研能力有了更大的提高，同时，团结协作能力也得到极大的锻炼。2015年参展工博会、2016年参展上交会，参展成果得到一致好评，为上海电机学院的科研工作添砖加瓦。

技 术 说 明

1、项目背景

现有零件特征的测量多采用传统测量工具，如塞规、深度尺、游标卡尺等，通过对零件实物或是投影方式测量。而对于一些难以直接测量的关键尺寸还有些是通过破坏性地零件截断方式测得。也有一些基于已有的商用逆向工程软件对于3D扫描数据进行直接分析，然而商用逆向工程软件价格昂贵，需要专业的数据处理技能与经验，再者这种商用逆向工程软件的应用往往难以满足自动化专业化的测量需求。

这些现有采用传统测量工具对零件实物或是投影方式的测量，或是通过零件截断方式的破坏性测量方式，具有破坏性经济损失，往往只能进行抽样检测，而且只能体现一批零件中的预测测量结果，不能准确代表个体属性，更加难以满足当前自动化专业化的测量需求。

2、技术创新点

本技术的目的是提供一种零件特征的数据处理与参数提取方法，以自动化智能化地对零件特征进行智能化数据处理与参数提取，为零件后续的检测、快速成型、特征识别、参数化设计、智能化设计及零件的制造与加工服务。

零件特征的数据处理与参数提取方法，包括以下步骤：

（1）基于所测零件特征的3D形貌，对其进行数据去噪、光顺、排序、分割处理；

（2）将步骤（1）所得到的零件特征2D投影数据分割成三部分，首先将中间部分T1T2拟合为一整段圆弧，其次求出圆弧上的P点，P点为拟合圆弧与两边直线延长线两角平分线PO的交点，然后通过判断T1T2段点云中各个点与P点的最近距离来判断T1T2段点云究竟是由一段圆弧还是有一段直线加两端的过渡圆弧构成，对于第二种情况，通过拟合与综合判断方法找到直线与圆弧的分界点，从而求得所需要的具体参数。

步骤（1）中，数据分割是首先提取出两边的特征，并分别对两边特征进行平面拟合，再对所拟合的平面进行求交线计算；

零件特征的各个面上应具有2D面数据测量结果，如果是获取截面数据，则至少保证两个截面数据形成2D数据点云。

本技术的优点在于，该方法利用加工特征的加工路径特点，基于测量3D形貌数据找到加工路径方向，并沿加工路径方向进行投影，将3D形貌数据转换为2D数据，通过对2D数据的光顺、去噪、排序、分割、拟合、特征判断等步骤实现零件特征3D形貌数据的有效数据处理与参数提取。能够有效对零件特征进行数据处理与参数提取，为零件进一步的检测、修补、数控加工及其他相关应用服务。此方法能够作为一种示范工程，应用到类似领域。

3、知识产权情况

201611159880.2 零件特征的数据处理与参数提取方法

201510981408.6 基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法

201510947433.2 数控加工标定方法

以上三项发明专利正在申请中。

实 用 价 值

1、技术的成熟度

自动化零件检测的技术要求越来越严格，当前的技术难以满足整体产业的发展需求。

2、技术的实用性和适用领域

本技术涉及零件测量技术，尤其涉及一种零件特征的数据处理与参数提取方法。

3、项目实施的重大前提条件

无

合 作 方 式

1、适宜推广的地区

全国

2、对合作单位的基本要求

无

3、合作内容

联合深入开发，产业化。