O reconhecimento automático de recursos de modelos CAD (Parte 4/4)

Continuação – http://rishivadher.blogspot.pt/2014/03/o-reconhecimento-automatico-de-recursos.html
7-Regras de reconhecimento dos recursos
Um recurso é definido como um conjunto de regiões ligadas satisfazendo certas condições geométricas e topológicas, após essas regiões serem identificadas a adjacência entre regiões é construída que é então utilizado para reconhecer os recursos, uma abordagem baseada na regra é usado neste aqui para o reconhecimento de recurso. As regras geométricas e topológicas sobre as regiões identificadas são aplicados para reconhecer características, e essa abordagem implementada é sequencial na natureza e reconhece características com base na relação pai-filho entre eles. Por exemplo a ponta do recurso é reconhecido após o reconhecimento das quinagens ou as características de padrões são reconhecidos após o reconhecimento dos furos, mas a capacidade do sistema deve ser aprimorado para reconhecer novos recursos deve ser tomado o devido cuidado para formular as novas regras durante o reconhecimento de recurso para garantir que as novas regras não entrem em conflito com os existentes durante o reconhecimento do recurso.
Algumas regras para o reconhecimento de recursos para algumas das características são descritas a seguir:
(A) A característica da quinagem
quinagem
IMGEM18
Se uma região cilíndrica de uma quinagem encontra-se entre duas regiões planas e é tangente a ambas regiões planas então a regra da característica é uma região de quinagem, então a regra da região é uma característica curva. Característica quinagem é o cume ou tipo vale se o tipo da regra da região cilindra é um cume ou vale, como se observa na IMAGEM18 a característica da curva.
(B) recurso de punções
reconhecimento de recurosos
IMAGEM19
Uma característica dos punções é uma projeção forma pronunciada sobre uma curva, é basicamente uma característica de reforço que ajudam a manter uma flange a noventa graus. O recurso de punção é uma característica muito complicada de fazer-se o seu reconhecimento pois tem uma relação pai-filho, para meu conhecimento pessoal não existe nenhum sistema de CAD que consiga fazer esse reconhecimento de um recurso de punção a partir de um modelo CAD, a IMAGEM19 mostra um veio numa quinagem que por sua vez possui uma forma de vale.
As etapas envolvidas no reconhecimento de um veio são como abaixo descritos em cinco pontos. O primeiro ponto é o selecione uma quinagem podendo ser um subtipo do cume ou vale. O segundo ponto é se uma quinagem é um vale então a região adjacente é vale, se a quinagem é um cume então verifica-se que a região adjacente é um cume, esta é uma perturbação na quinagem e atua como uma dica para uma característica curva como uma nervura. O terceiro ponto é o crescimento da região que da região que não inclui as regiões planas adjacentes da curva das regiões já atribuídos aos recursos. O quarto ponto é se o conjunto das regiões tem uma regra num vale acentuado que é rodado por um anel com transições como o vale e o cume em forma de sela e após isso o conjunto de regiões constitui uma zona de nervura que proporciona a depressão. O quinto ponto é um subtipo de nervura que é uma depressão e saliência se o subtipo de curvatura é um cume ou vale.
(C) Recurso do furo
Um furo é basicamente um corte na superfície de uma peça de chapa quinada, sendo produzida por uma operação de perfuração, a topologicamente de furo é um circuito de arestas como fronteiras, a aresta limite é a zona fronteira que apenas tem uma face adjacente a essa face e a sua metade da aresta é metade da aresta de limite, o furo é reconhecido por atravessar as arestas do meio do contorno do modelo da superfície e visto que ele forma um laço, atravessando as arestas a meio de fronteira em vez de extremidades de limite ajuda a lidar com as condições de fronteira das faces e assim é mais fácil manutenção de direção de deslocamento.
Seguindo os seis subtipos de furos que são reconhecidos pelo sistema pode-se observar através da IMAGEM03. O primeiro subtipo é o furo simples que repousa totalmente numa região planar, o segundo subtipo é o furo rodeado por regiões tipo sela e normais divergentes, o terceiro subtipo é um furo rodeado por uma região normal convergente, o quarto subtipo é furo levantado que é o que repousa sobre uma região plana que é cercada por divergentes zona em forma de sela, o quinto subtipo é o furo baixo que é o furo que repousa sobre uma zona plana que é cercada por uma sela convergente, e o sexto subtipo é o furo de forma livre e que nenhuma das opções acima pelo que se baseia numa superfície de forma livre
A identificação das regiões tem a informação se é uma saliência ou cavidade excepto se região for do tipo sela para saber se a sela é uma saliência ou cavidade a natureza da variação normal ou seja convergência e a divergência é utilizada.
(D) Recurso de grelha
fold
IMAGEM20
A regra se uma das arestas de um furo tem uma crista curva e o cume curva está ligada a uma região plana e a região plana não tem quaisquer regiões adjacentes exceto para o cume da quinagem assim como suspensão região planar então o furo, e a curva da quinagem na região planar formar uma grelha como se observa na IMAGEM20.
pico
IMAGEM21
(E) Recurso entalhe e cavidade
Se uma região de cume é rodeada por uma região de sela e a região de sela é rodeada por uma região planar então a região cume e sela formam um entalhe como se observa na IMAGEM21.
De igual modo se uma região do foco encontra-se rodeado por uma sela e a região de sela é rodeado por uma região planar então o fosso e a forma desta região da sela forma um entalhe. A metodologia baseada em regras de reconhecimento de recursos com base numa combinação de topológicas de regiões é bastante geral e tem sido alargada a outros tipos de recursos como tubos, canais, flanges e outros
8-Implementação e testes
A metodologia discutida nas seções anteriores foram implementadas de forma modular utilizando C++ e OpenGL, utilizando um computador normal, o sistema de reconhecimento de recursos desenvolvido pode aceitar qualquer modelo CAD superfície de forma livre em formato STL gerado por um sistema de CAD padrão como o Autodesk Inventor e outros, os algoritmos desenvolvidos podem ser testados em peças de chapa metálicas quinada da industria, mas não foram testados porque os algoritmos ainda se encontram em desenvolvimento, os casos típicos são apresentados aqui.
Representação dos recursos e pós-processamento
Casos de estudo mostram que o sistema é capaz e reconhecer todos os recursos altos e baixos que são inumerados na taxonomia da IMAGEM02 a partir modelos CAD de forma livres das superfícies das peças de chapa metálicas representadas no formato STL, e por cada recurso reconhecido o sistema extrai explicitamente e representa informações do recurso em termos das suas regiões associadas e sua topologia como a zona de fronteira de fronteira, faces, vértices, e outros, esta informação da característica explícita extraída do modelo de CAD pode ser ainda ser pós-processado numa variedade de formas dependendo da necessidade dos níveis abaixo das tarefas de aplicação. Algumas situações típicas são a colocação de um remendo de superfície das NURBS para as regiões dos recursos constituintes, a reutilização de formas de recursos regiões agrupadas para do desenho, computação dos parâmetros geométricos para os recursos como por exemplo cavidade (altura, largura e raio), curvatura (raio), cume (largura, altura e ângulo de inclinação), entalhe (altura e raio), suas respetivas posições e orientações, planeamento do processo automatizado e do desenho de ferramentas para aplicações de folhas metal de folha, refinamento das malhas de elementos finitos suprimindo pequenos recursos, como buracos e recosturando a malha. Algoritmos específicos de aplicação serão obrigados a ser desenvolvido para cada um a aplicação pretendida acima do qual em essência o pós-processo da informação característica extraída em nosso modelo baseado no modelo. O desenvolvimento de tais programas específicos da aplicação estava fora do escopo da presente investigação nesta fase.
9-Conclusões
Neste post foi proposto uma nova abordagem e implementação para o reconhecimento automático de recursos a partir de modelos CAD de superfície de forma livre representados num formato STL. O algoritmo relatado é capaz de lidar com malhas heterogênea e ter estruturas tanto densas e grossas para a segmentação da região eficiente. Uma nova definição da característica da aresta com angulo não agudo é aconselhado na ajuda da deteção de transições e limites de forma livre e por sua vez ajuda a evitar o problema de uma região entrar noutro durante o processo de crescimento de regiões. O trabalho propõem e implementa uma nova abordagem para a segmentação das regiões da malhas discretas tipo STL com base no cálculo de Gauss (K) e medidas significativo (H) de curvatura.
Com base nos algoritmos desenvolvidos um sistema protótipo pode ser desenvolvido e testado extensivamente com modelos CAD dumas peças de chapa metálica quinada da indústria, o sistema pode-se mostrar consistente no reconhecimento duma variedade de recursos de protrusão e depressão, como buracos, curvas, entalhes, persianas, covinhas, mossas, sulcos, canais (cegos e meio) que comumente ocorrem em componentes de chapa metálica. Pondera-se observar que que a peça de forma livre bastante complexas para os sistemas CAD por vezes não garantem a deteção completa da funcionalidade do estado de arte e precisava de alguma interação do utilizador, e têm-se observado semelhantes relatos de outros investigadores.
O trabalho futuro nesta área incluem a melhoria robustez do algoritmo de segmentação região, desenvolvimento de regras para reconhecer características como flanges, entalhes, e outros recursos a desenvolver interfaces de aplicações específicas de ligação de dados de recursos para automatizar tarefas de aplicação a jusante como a reutilização de formas recurso para desenho mecânico de produto, planeamento de processos automatizados e desenho de ferramentas para operações de chapa quinada metálica, a supressão de recursos e refinamento de malhas para análise de elementos finitos e outros.
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