論文作者：北京航空航天大學(xué)/曾德標(biāo)

指導(dǎo)教師：鄭國磊《研究領(lǐng)域：主要從事工裝智能化設(shè)計(jì)、數(shù)控加工自動編程和數(shù)字化檢測等領(lǐng)域技術(shù)的研究。》

論文名稱：飛機(jī)及其工裝零件智能化檢測規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究

論文作者：北京航空航天大學(xué)/曾德標(biāo)

指導(dǎo)教師：鄭國磊《研究領(lǐng)域：主要從事工裝智能化設(shè)計(jì)、數(shù)控加工自動編程和數(shù)字化檢測等領(lǐng)域技術(shù)的研究?！?/p>

數(shù)控檢測是現(xiàn)代飛機(jī)及其工裝零件加工質(zhì)量檢驗(yàn)的最常用方式，是飛機(jī)數(shù)字化快速研制的重要組成環(huán)節(jié)。而如何以零件三維模型為基礎(chǔ)開展零件智能化檢測規(guī)劃，已成為確保零件數(shù)控檢測過程安全性、有效性和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵問題。論文專門針對這一問題開展系統(tǒng)性研究，提出了基于自定義特征的智能檢測規(guī)劃理論和方法。論文的主要內(nèi)容包括：

1. 研究三維形狀特征定義框架及統(tǒng)一的特征識別算法。特征定義框架由特征面屬性向量、特征面拓?fù)渑c幾何關(guān)系矩陣、特征截面屬性約束和特征幾何參數(shù)約束四部分組成。用戶按照框架規(guī)范定義的任意類型形狀特征都可由統(tǒng)一的特征識別算法識別。

2. 提出專門識別飛機(jī)結(jié)構(gòu)件輪廓面的模擬滾動算法。通過模擬滾柱繞零件輪廓的滾動過程實(shí)現(xiàn)輪廓面的識別，不但可以避免復(fù)雜的幾何推理，而且識別的準(zhǔn)確度高，識別的精度和速度還可通過參數(shù)控制。

3. 研究以檢測知識為基礎(chǔ)的測量點(diǎn)自動分布技術(shù)。當(dāng)機(jī)床及加工過程處于穩(wěn)定狀態(tài)，工件的加工誤差會呈現(xiàn)出在該加工條件下的典型分布形態(tài)。因此對于相同條件下加工的一批工件，首件工件采用主檢加補(bǔ)檢的檢測方案獲取該批工件的加工誤差分布形態(tài)；后續(xù)工件通過測量與首件工件位置相同的測量點(diǎn)進(jìn)行檢測。通過建立檢測知識模型，開發(fā)知識驅(qū)動的測量點(diǎn)智能分布算法實(shí)現(xiàn)測量點(diǎn)自動分布。

4. 開發(fā)結(jié)合聚類和改進(jìn)模擬退火算法的測量方向優(yōu)化選擇算法。首先分析測量點(diǎn)的可達(dá)性以得到每個(gè)測量點(diǎn)的可達(dá)方向集；然后將具有共同可達(dá)方向的測量點(diǎn)合并以縮減問題規(guī)模，增大模擬退火算法找到全局最優(yōu)解的概率和速度；之后應(yīng)用經(jīng)多種策略改進(jìn)過的模擬退火算法選擇測量全體測量點(diǎn)所需的最少測量方向；若問題規(guī)模很大，模擬退火算法得出的解不夠理想，則再通過逐步去除非必需測量方向的方法進(jìn)行二次優(yōu)化。

以上述技術(shù)和算法為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并開發(fā)了一個(gè)基于自定義特征的智能檢測規(guī)劃原型系統(tǒng)。此系統(tǒng)已在多個(gè)重大航空產(chǎn)品的研制中得到應(yīng)用，顯著提升了飛機(jī)及其工裝零件檢測規(guī)劃的自動化水平，驗(yàn)證了本文提出的各項(xiàng)技術(shù)及算法的正確性和有效性。