موقعیت دهی سطوح با فرم آزاد به کمک ناحیه بندی سطح و الگوریتم ژنتیک

Abstract

سطوح با فرم آزاد معمولاً با استفاده از روابط سطوح پارامتریک مانند بزیر، بی اسپیلاین و نربز توصیف می‌شوند. سیستم‌های طراحی به کمک کامپیوتر از نربز برای توصیف هندسه‌های پیچیده استفاده می‌کنند. سطوح با فرم آزاد که به عنوان سطوح پیچیده شناخته می شوند در صنایع مختلفی همچون کشتی‌سازی و قالب‌سازی کاربرد وسیعی دارند، از این رو بازرسی این سطوح از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. با توجه به اینکه سطوح با فرم آزاد مورد اندازه‌گیری و مدل‌های طراحی در دو سیستم مختصات متفاوت هستند، پیدا کردن وجه تشابه این سطوح و قرار دادن آن‌ها در یک سیستم مختصات یکسان جهت مقایسه این سطوح امری ضروری می‌باشد که به این فرآیند موقعیت دهی می‌گویند. در این مقاله روشی بر مبنای ویژگی‌ها و انحناهای سطح برای موقعیت‌دهی و تطبیق‌پذیری اتوماتیک سطوح با فرم آزاد جهت بازرسی این سطوح توسط ماشین اندازه‌گیری مختصات معرفی گردیده است. در این روش سطح اندازه‌گیری با مدل طراحی در دو مرحله موقعیت‌دهی می‌گردند. در مرحله‌ی اول موقعیت‌دهی عمومی (تقریبی) که بر مبنای ارتباط و تشابه بین انحناهای سطوح با فرم آزاد و ناحیه‌بندی این سطوح به نواحی مقعر، محدب و زینی می‌باشد، صورت می‌گیرد. مرحله دوم موقعیت‌دهی ظریف (دقیق) می‌باشد که توسط الگوریتم ژنتیک انجام می‌شود و تشابه را به‌صورت نقطه‌به‌نقطه بررسی می‌کند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد، دقت موقعیت‌دهی با استفاده از روش پیشنهادی برای قطعه آلومینیومی به ابعاد 50×50 میلی‌متر در حدود 0.02 میلی‌متر بوده است که این مقدار در مقایسه با مقدار به‌دست‌آمده توسط روش تکرار نزدیک‌ترین نقطه برای همان قطعه، 56 درصد کمتر می‌باشد.