基于遺傳算法的點群數(shù)據(jù)成型方向優(yōu)化.pdf

1、隨著市場競爭的日益激烈，產(chǎn)品的更新周期越來越短，不但要求設(shè)計者快速地設(shè)計出產(chǎn)品，而且能在盡可能短的時間內(nèi)制造出樣品，進行必要的測試和修改，最后形成產(chǎn)品?？焖僭图夹g(shù)由于可以自動、快速地將設(shè)計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，因此得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 本文在對常用快速原型工藝進行對比分析的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)：很多快速原型工藝在制造原型的過程中都需要添加支撐，也就是說，原型在制造時的擺放位置將直接影響到支撐的添加，進一

2、步影響到成型時間、成型效率和制造成本。因此，在快速原型制造時，成型方向是一個非常重要的影響因素，對其進行優(yōu)化，找到最優(yōu)成型方向具有重要的意義。 在對快速原型成型方向優(yōu)化的研究中，絕大多數(shù)集中于對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)備得到零件的點群數(shù)據(jù)，然后對點群數(shù)據(jù)進行優(yōu)化，從而找到零件成型時的最優(yōu)方向。在對成型方向進行優(yōu)化時，考慮到目標函數(shù)具有非凸、非線性的特點，引入了遺傳算法

3、對其進行處理。 針對簡單遺傳算法收斂速度慢、易陷入局部極小點(即早熟)等缺點，本文提出了相應(yīng)的改進措施：為了解決離散的個體被盡早舍棄的問題，對適應(yīng)函數(shù)做了線性變化：為了挑選最優(yōu)個體，并將其復(fù)制到下一代群體中，使算法避免無效搜索，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會，采用了均勻算術(shù)交叉算子。 為了更好地能對點群數(shù)據(jù)進行成型優(yōu)化，在廣泛閱讀文獻和調(diào)研的基礎(chǔ)上，本文采用光照原理，將掃描得到

4、點群進行處理，用平行透射光束照射網(wǎng)格，實現(xiàn)了用01點陣表示出了三維實體，為遺傳算法的計算提供了二進制編碼。這種方法不僅適用于點群數(shù)據(jù)成型優(yōu)化，而且對點群數(shù)據(jù)直接進行快速原型分層也有一定的參考價值。 最后，本文用Matlab6.5設(shè)計了點群數(shù)據(jù)成型方向優(yōu)化的遺傳算法程序，并最終得到了驗證。 通過本文的研究，找到了一種處理點群數(shù)據(jù)的簡捷方法，突破了現(xiàn)有技術(shù)對零件成型優(yōu)化的局限，而將其擴展到反求工程的數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域.通過對點群數(shù)