规则约束和蚁群算法三坐标测量路径规划研究.pdf

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1、第9期机械设计与制造2014年9月MachineryDesign&Manufacture201规则约束和蚁群算法三坐标测量路径规划研究黄风山，方忆湘，姜腾，靳江艳(河北科技大学机械工程学院，河北石家庄050018)摘要：为了提高三坐标测量中测量路径的有效性和合理性，采用带有规则约束的蚁群算法对三坐标测量路径进行优化。基于新一代GPS相关思想，将“几何要素”作为规划对象，并结合实际测量规则及相关理论研究，提出了测头路径规划规则。利用多色集合中的围道布尔矩阵建立了被测几何要素与测头角度和检测平面之间关联关系的形式化描述模型，

2、在该模型与相应规划规则的共同约束下，利用蚁群算法对路径进行优化。经实例验证，表明该方法可靠、有效。关键词：三坐标测量；路径规划；几何要素；多色集合：蚁群算法中图分类号：TH16；TP391文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)09—0201—04InspectionPathPlanningBasedonRulesandAntColonyAlgorithmforCoordinateMeasuringMachineHUANGFeng-shan，FANGYi—xiang，JIANGTeng，JINJiang-y

3、an(CollegeofMechanicalEngineering，HebeiUniversityofScienceandTechnology，HebeiShijiazhuang050018，China)Abstract：Inordertoimprovetheefectivenessandrationdityofinspectionpathforcoordinatemeasuring，theinspectionpathWasoptim&edbyantcolonyalgorithmwithrules．Geometrical

4、featureswereregardedastheplanningtargetaccordingtOthespecifcationsofneW-generationGeometricalProductStandard，andtherulesofinspectionpathplanningwereproposedcombiningwiththerelatedinspectionrulesinpracticeandprincipleresearch．Theformalrepresentationmodeloftherelat

5、ionsbetweenmeasuredgeometrical，eatures，probeanglesandinspectionplanetswerebuiltusingtheBooleanmatrixofP0lychromaticSets，andbasedonthismodelandtheCorrespondingrules，theinspectionpathwasoptimkedbyantcolonyalgorithmPracticalexampleverifiedthevalidityandreliabilityof

6、theproposedmethod．KeyWords：CoordinateMeasuring；PathPlanning；Geometricalfeature；PolychromaticSets；AntColonyAlgorithm检测顺序和组内特征的检测顺序，最终生成总体的检测规划。1引言文献在已知待测精度和待测面的前提下，对每一安装位姿下，三坐标测量机作为质量检测过程的重要设备，其检测过程利用同种测尖条件下确定测面组，最后采用基本遗传算法和禁是否合理关乎检测质量的高低。检测路径规划是对测头路径进行忌搜索的优化方法对测面

7、组进行排序，形成最终优化的工艺路优化和选择的过程，是坐标测量的重要和关键技术之一。路径规线。文献呶寸测量点先形成初始路径，然后利用遗传算法对路径进划不仅包含测量点之间的距离长短问题，同时也包括测头角度变行优化。换造成的时间消耗问题。在测头可达性的基础上，路径规划的最鉴于上述研究成果中的优势和不足，以可达测头角度变换终目标可以定义为：在保证测头更换时间最短的前提下，使得测最少与测头路径最短作为优化目标，运用多色集合理论建立测头量的路径最短。角度和检测平面两个规划约束与被测几何要素之间的约束关系文献【提出了在CMM(Coor

8、dinateMeasuringMachine，三坐标模型；以此为基础，结合检测路径规划的规则，采用蚁群算法对被测量机)自动检测中的路径规划的算法，利用迭代法确定测点分测几何要素的最优检测路径进行求解。布，在测头可达基础上，将可达测量点及空走点利用临近搜索算法对路径进行生成，确定最短路径，但是没有考虑到测头角度变换2路