金屬曲面的計算性設計與人機協同建造參數驅動下金屬曲面的計算性設計與多主體協同建造方法

摘要

金屬自由曲面設計與形成存在脫節現象，製造約束難以预先設定，人機協同效率較低，針對這些情況，形成了一種參數激發的金屬曲面計算性設計與多主體協同形成一體化方法。首先把 NURBS 曲面當作核心幾何表現形式，把曲率、板厚、成形半徑這些工藝限制明確地納入到參數空間當中，創建起既考慮幾何逼近，又顧及結構性能，還牽涉製造成本的多目標改良模型。接著給出了人–機–測量多主體系統架構，經由任務參數化編碼以及協同調度策略，把改良後的曲面家族轉變成可執行裝配任務。以六組具有不同曲率和尺度的樣板展開實體驗證，結果表明當 RMSE 控制在 4.2mm 以內時，總工期平均縮減約 22%，機器人利用率明顯改進，人工平均 RPE 下降約 2 級，這顯示該方法既能保障幾何精度，又能有效地提升營造效率並且減小人機負擔。