测量点数据等残留高度刀具路径规划

在介绍计算几何模型的基础上,提出一种刀具路径算法.首先分别以刀具半径值和残留高度值为等距距离,通过等距计算求出等距点集和残留高度点集;然后以前一行刀具路径为中心构建刀具包络面,并求出刀具包络面与残留高度点集的交点,即过渡点集;最后通过求以过渡点集为中心的刀具包络面与等距点集的交点,得出相邻行刀具轨迹,依次递推,求出所有的刀具路径行.针对计算过程中可能出现的欠切问题,给出了应用密切圆追踪的边界处理方法.通过实例验证了该算法的可行性.与等间距刀具路径生成方法进行比较表明,应用文中算法解决针对测量点数据的数控加工刀具路径生成问题,可缩短刀具路径长度,提高加工效率.     

求解PCB钻孔机刀具路径规划的交叉熵方法

工作刀具路径的优化程度是PCB钻孔机的重要性能指标,对其进行很好的优化有助于提高PCB设备的加工质量和加工速度.首先对刀具路径进行建模,然后对交叉熵算法进行描述并应用交叉熵方法对刀具路径进行求解.实验结果表明,选择交叉熵方法对环境进行建模简单、有效,在求解刀具路径规划方面具有一定的优势.     

面向全方位双足步行跟随的路径规划

双足步行机器人的足迹规划方法难以满足快速步行条件下的计算效率要求, 并存在步幅变化时运动失稳的风险, 2D环境下点机器人栅格规划则难于生成针对双足步行的高效路径.本文提出针对各向异性特征全方位步行机器人的一种路径规划策略, 将状态网格图方法拓展到全方位移动机器人领域, 基于三项基本假设及基元类型划分给出了系统的运动基元枚举及选择方法, 借助实时修正的增量式AD*搜索算法实现仿人机器人在动态环境下的快速路径规划, 通过合理选择启发函数及状态转移代价, 生成了平滑高效的路径, 为后续足迹生成的动力学优化提供了基础.计算机仿真证实了方法对各类环境的适应性, Robocup避障竞速挑战赛的成功表现证明了方法对于机器人样机部署的可行性及其提高步行效率的潜力.     

基于CPU-GPU的B样条曲面并行刀具路径规划方法

针对传统串行刀具路径规划算法效率低下和在异构硬件平台上的不兼容问题,提出一种基于CPUGPU异构并行计算的刀具路径规划方法。方法针对双三次均匀B样条曲面,依据等参数线刀具路径规划方法的原理和Open CL规范设计并行算法,在CPU的逻辑控制下,采用数据并行的编程模型在GPU的多个工作项上并行执行内核,将传统串行执行的等参数线法进行了并行化重构。仿真实验结果表明,该算法在CPU-GPU异构平台上生成刀具路径的时间较传统串行算法缩短1.5~11.9倍,对实现刀具路径的实时或准实时生成具有重大意义。     

面向高速加工的等残余螺旋轨迹生成方法

针对现有轨迹生成方法难以满足高速加工的要求的问题,提出一种等残余高度螺旋轨迹直接生成方法.首先根据首末2条边界曲线的不同连接方式进行分类,对存在的3种连接方式分别设计了不同的初始螺旋轨迹生成方式;然后采用等残余轨迹生成方法偏置初始螺旋轨迹.这种直接生成的螺旋轨迹与传统通过求环形轨迹问的对角曲线生成的螺旋轨迹相比,可更好...     

面向三维动画自动生成的路径规划

全过程计算机辅助自动生成动画技术由中科院陆汝钤院士于上世纪90年代提出,这一技术的目标是将适当的故事以受限自然语言的方式输入计算机,由开始一直到动画的生成,每一步都是在计算机的辅助下完成.在动画生成过程中,如何规划运动对象路径是影响动画效果的重要因素.为此,提出基于动画场景规划信息的路径规划方法,该方法通过预定义的路径定性规划语言PADL描述规划需求,然后通过利用扩展的A*算法规划路径并生成路径定量规划语言PCAL描述的路径,最后采用运动图方法合成路径运动动画.实验表明,该方法能有效地自动生成符合指定要求的路径动画.     

虚拟轴数控机床刀具运动状态的实时规划

提出了虚拟轴数控机床的递阶控制方法, 并着 重介绍了递阶控制的第一级——刀具运动状态实时规划所涉及的切削路径生成、刀具运动路 径计算和刀具运动姿态规划三个关键问题的求解过程, 为虚拟轴机床数控系统的研究开发奠 定了必要的理论与技术基础．     

自由曲面五轴等残余高度高精度加工的路径规划

针对自由曲面的加工，提出了等残余高度的路径规划算法：当刀具沿切削路径运动时，刀刃上与曲面法向距离等于加工精度的点形成了过渡路径；通过此路径求得一条相邻的刀具路径．消除了传统的路径规划算法中对相邻路径的切削方向及局部几何信息的近似，相应地提高了路径规划的精度．实例表明，这对改善刀具路径的精度有很大地帮助．     

基于栅格模型的机器人路径规划快速算法

机器人路径规划算法通常要求是实时的,遗传算法和蚁群算法应用于机器人路径规划时性能并不突出。论文提出的基于栅格的快速算法,简单实用,且计算速度快、占用存贮空间少。实验结果表明,在同等规模下,该算法求解时间仅为蚁群算法求解时间的大约0.025%,算法在更大的数据集上也取得了成功。同时该算法还是一个高效的迷宫最短路的搜索算法。     

并联机器人汉字球面雕刻刀路规划研究

目前,将并联机构应用于未来加工领域的研究已成为热点,并联机器人以其结构优势在高刚度、高强度和高精度等场合将得到广泛应用,但关于并联机器人在汉字雕刻领域的研究尚未展开。该文研究了并联机器人在球面雕刻汉字所遇到的若干问题,包括平面刀路向球面刀路的映射方法、圆弧插补及刀具姿态实时规划算法等,给出了算例并用实验室拥有的6—PURU并联机器人进行了验证,结果表明文中所提方法是有效和可行的,从而对扩大并联机器人的应用范围奠定了基础。     

基于容差限制的五轴侧铣直纹面刀具轨迹规划

刀具轨迹规划是五轴侧铣加工的一个关键问题,以前的研究表明通过全局最小化加工误差来优化刀具轨迹是一个可行的方法,然而,全局加工误差最小并不能保证局部误差可以控制,局部刀具轨迹误差可能超过实际加工中允许的容差值.因此,本文提出全局和局部最优相结合的方法,该方法在刀具轨迹规划时考虑了给定容差的限制,使得直纹面侧铣刀具轨迹最优和误差可控.在全局最优化过程中,对误差过大的刀具轨迹进行局部调整,使得误差满足容差值.对本文算法进行仿真实验验证,实验结果证明了本文算法的可行性和有效性.     

轮廓平移无跳刀连接刀路环树优化算法

提出一个无跳刀的轮廓平移刀路轨迹优化算法．根据刀路环之间父环和子环关系,提出“刀路环树”的概念,将加工刀路的一次环切定义为一个“刀路环向量”,并将刀路环的各个属性定义为刀路环向量的分量．根据无跳刀轨迹的要求,针对刀路环树的各个刀路环向量进行遍历,以获得了一个无跳刀的轮廓平移刀路轨迹算法,并通过与其他算法比较,证明该算法无跳刀、无重复切削,并且可以自动执行．     

一种面向并联机构的雕刻刀具系统设计

设计并实现了一种新的面向并联机构的雕刻刀具系统．整个系统主要集成了主轴—刀具子系统、工件平台及多传感器子系统、电气控制子系统等部分．通过所设计的刀具系统与并联机器人的有机结合,实现了汉字的雕刻及雕刻过程中力/力矩信息的实时监控,验证了其可行性和有效性．     

Robot Path Planning Using Fluid Model

This paper presents a numerical potential function for point-robot path planning in configuration space based on the theory of fluid mechanics. Ideal fluid is first simulated using Poisson's equation and heuristic path planning algorithms are established by comparisons of the velocity potentials. Several computational techniques are experimented and compared. A bitmap collision detection technique is proposed for non-point robots. This fluid model creates an environment which is not only free of local minima but also beneficial for navigation control.     

基于免疫进化的移动机器人路径规划

针对现有基于进化算法在路径规划中的易陷入局部最优和缺乏指导性的缺点,该文探讨了一种基于免疫进化的路径规划方法;该方法针对机器人路径规划的实际应用,优化了变异算子,引入了免疫机制,使得较优个体能较早地生成,保证了算法的收敛速度,同时在算法过程中保持了种群的多样性,防止了早熟收敛,提高了全局搜索能力;仿真结果表明,该方法对复杂地图有良好的适应能力,能有效地保证路径的规划效率并改善路径规划的质量。     

基于Web的并联雕刻机远程汉字雕刻技术

为实现资源共享和遥控作业，设计并实现了基于Web的并联雕刻机远程汉字雕刻系统，系统包括远动控制、雕刻控制和视频反馈3部分功能。采用监督控制方式以便减少网络延时对雕刻控制的影响，进程互斥原理解决了多用户同时雕刻的冲突，多线程和共享变量机制可保证雕刻作业的实时控制。为了适用不同类型的图像采集卡，基于JMF和IP组播两种方案分别实现了视频信息的连续传输。实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于改进遗传算法的移动机器人路径规划

标准遗传算法在解决各类优化问题中获得成功,但它在具体的应用中由于缺乏对特定知识的利用,其性能有待提高。将改进遗传算法用于移动机器人的全局路径规划,复杂的二维编码问题简化为一维编码问题,建立边界约束,路径点必须在障碍物之外,路径点连线不能与障碍物相交等3个约束条件,以机器人行走路径最短作为适应度函数进行遗传优化。计算机仿真实验结果证明该算法在收敛速度、最优解输出概率方面相对于基本遗传算法有了显著提高。     

基于改进遗传算法的移动机器人路径规划

标准遗传算法在解决各类优化问题中获得成功,但它在具体的应用中由于缺乏对特定知识的利用,其性能有待提高。将改进遗传算法用于移动机器人的全局路径规划,复杂的二维编码问题简化为一维编码问题,建立边界约束,路径点必须在障碍物之外,路径点连线不能与障碍物相交等3个约束条件,以机器人行走路径最短作为适应度函数进行遗传优化。计算机仿真实验结果证明该算法在收敛速度、最优解输出概率方面相对于基本遗传算法有了显著提高。