自由曲面测量中测点自适应规划方法研究

介绍了几种常见的自由曲面测量测点自适应规划方法,分析了现有未知曲面测量方法的不足,针对未知曲面的测量精度和效率问题,提出了一种未知曲面自适应测量的矩形规划方法,以实现沿两维方向的测点自适应,并通过仿真实验验证了该方法的可行性。     

利用寻位信息的自由曲面在线测量路径规划方法

自由曲面的高速、高精度、扫描测量是曲面在线检测需要解决的首要问题.为此,提出一种基于寻位信息的测量路径规划方法,使得在满足精度要求的前提下,实现测点优化分布;在此基础上,将自适应控制理论应用在测头自动跟踪控制中,以便测头能够跟随曲面的变化自动调整其位置,完成自由曲面的高速、高精度、扫描测量,理论分析与仿真实验结果表明,所提出的测量方法可行,为曲面的精密测量开辟了一条新的有效途径.     

自由曲面数控加工路径规划的研究

论述了自由曲面数控加工路径规划对加工效率的影响,讨论了目前刀具轨迹算法的优缺点。针对自由曲面走刀方向数控加工的研究,建立了简化的刀具轨迹时间模型,并对路径规划的系统进行了讨论。     

自由曲面测量若干关键问题的研究

结合国内外研究现状 ,对自由曲面测量中曲面CAD模型已知时测点的自适应分布、测量路径优化、自由曲面形状误差评定和 CAD模型未知时的测量规划和测点数据处理等几个关键问题的实现方法进行了分析研究 ,并对测点的自适应分布做了仿真研究 ,证明了其有效性     

不规则区域内的测量路径规划方法研究

自由曲面测量路径的规划直接关系到曲面测量效率，现有的行测法测量区域设定和路径规划方法往往会产生一定的空行程而导致测量效率低下。采用简单多边形精确描述不规则测量区域形状，并在分析多边形凹点周边区域特征的基础上对多边形进行剖分，将多边形剖分为一组凸多边形和单调多边形，所产生的子多边形可以直接进行行测法测量路径而不会产生空行程．从而提高整个区域的测量效率。最后，通过对比实验，证明了该方法是有效的。     

浅析自由曲面数控加工中刀具路径规划

复杂曲面广泛应用于航空、汽车、电子等行业,所以加工制造业对于自由曲面数控技术要求越来越高,而刀具路径规划是负责曲面加工过程中关键技术之一.本文在刀具路径规划技术发展基础上,对自由曲面数控加工中刀具路径规划问题进行了分析.     

基于网格化局部差值拟合的自由曲面加工路径规划方法

基于网格化局部插值拟合的曲面加工路径规划方法是在传统的等参数离散法基础上,对离散的密集的刀心点云进行网格化重新规划。提出了一种对刀心点云投影并进行网格化的新方法。在网格点局部根据临近的刀心点进行局部插值拟合的方法得到新的刀心点,在保证刀心点集能够满足重建要求的前提下,使加工路径规则化。可以根据误差计算公式对网格密度和离散密度进行判断和调整以实现优化。     

基于Hilbert填充曲线的自由曲面刀具路径规划研究

利用平面Hilbert填充曲线生成方法简单、易于控制填充疏密的优点,将其用于了自由曲面数控加工刀具路径的生成.对平面Hilbert填充曲线的生成原理进行了研究,用矩阵运算的方法生成该曲线.结合自由曲面的形成过程,提出将平面Hilbert曲线通过与曲面参数域相对应的方法映射到曲面上,进而生成加工刀具路径的思想.最后用一个具体应用实例验证了生成平面Hilbert曲线方法的正确性,和用此曲线作为数控加工刀具路径的可行性.通过与经典刀具路径生成方法比较可见该方法具有算法简单,加工余量均匀,加工效率与表面质量高的优点.     

自由曲面加工刀具路径生成高精度变步长算法研究

提出了一种能适应曲面曲率变化的高精度等弓高误差变步长算法,通过判断曲线上对应参数增量点的曲率符号,采用两种校核方法求取弓高误差,快速确定对应等弓高误差的下一参数点可能的上下区间,采用黄金分割法精确求取曲线上对应的最大弓高误差点及步长参数增量,解决了目前加工步长算法中,假设步长内曲线等曲率半径,采用曲线与直线段中点连线距离代替最大弓高误差造成的超差问题,从而实现了完全意义上的基于等弓高误差法的加工步长规划。仿真结果显示:该算法与传统的步长规划方法相比,可以减少加工步长段数,提高步长内的弓高误差精度。     

自由曲面自适应采样测量方法的研究现状

介绍了自适应采样测量方法的原理,分别对CAD模型己知与未知时自由曲面测量的国内外研究现状进行了综合评述,并展望了今后的研究方向。     

基于激光雷达的飞机外形检测路径规划研究

飞机外形的控制是建立在精确测量的基础上。国内目前飞机外形检测主要依靠卡板等工艺装备,在测量准确度和效率上都无法满足现代飞机测量要求。采用一种利用激光雷达,在CATIA中进行测量路径规划和检测结果仿真,与激光雷达通信完成测量的方法,实现了飞机外形现场自动化测量。为了在保证测量精度的前提下,能够以最短的路径安全而又高效地遍历待测对象的检测区域,研究了自由曲面的测点规划布置的算法原理,在此基础上提出了矩形合并测量路径规划方法,可以有效地指导飞机外形现场数字化测量。运用提出的矩形合并测量路径规划方法,对中机翼段模型进行仿真分析取得了良好的效果,为飞机外形数字化检测提供了有效方法。     

BP神经网络在非接触测量路径规划中的应用

建立了基于BP神经网络的路径规划模型,首先介绍了非接触测量路径规划中的常用方法,包括多项式法和三次样条插值法等及其优缺点,然后构造了1×30×1的BP神经网络模型,说明了模型的原理,阐明了模型具体参数的设置和训练步骤的设计。最后用Matlab实现了神经网络,并用实例对网络模型进行了仿真,同时和三次样条插值的仿真结果对比,仿真结果表明,此网络模型很好的提高了路径拟合和预测的准确性和效率。     

空间自由曲面的非接触扫描测量

研究用程控三坐标测量机非接触扫描测量空间自由曲面。由程控三坐标测量机、ＰＨ９／ＰＨ１０回转体和ＬＢ—１２型非接触激光测头构成测量系统;用实时跟踪法控制测头运动;以ＰＨ９／ＰＨ１０回转体为核心,建立扫描回转测头系统的数学模型,实现一次性标定转位扫描测头;进行数据规则化处理。实验表明,扫描测量的综合误差不大于±０．０７ｍｍ。     

基于定向距离理论的五轴加工刀具轨迹规划算法

针对环形刀五轴加工自由曲面的残留误差问题,在传统等残留高度算法的基础上,提出了一种基于定向距离理论的等最大残留高度刀具轨迹规划算法。首先根据微分几何理论计算已知刀触点的初始侧向行距,并在侧向行距方向进行偏置得到相邻刀触点;然后以基于定向距离理论的残高误差计算模型对相邻刀触点间的实际残高值进行计算;最后通过迭代计算规划出等最大残留高度的相邻刀具轨迹。如此循环,从而获得整个曲面的刀具轨迹。实验结果表明,相对于商用软件MasterCAM9.0,该算法在充分保证曲面加工质量的同时最大限度地减小了刀具轨迹的总长度,从而提高了加工效率。     

关于复杂曲面刀具轨迹规划技术的研究

如何生成无干涉、无过切、高效的刀具路径是复杂曲面数控加工中必须解决的至关重要的问题,本文结合刀具轨迹规划所涉及的几大关键技术问题,对近年来复杂曲面刀具轨迹规划技术的研究现状和进展进行了综述,分析了当前研究中存在的不足,阐明了刀具轨迹规划的研究成果在通用性、有效性和稳定性等方面还不能完全满足工程实际中的要求,指出了刀具规划技术的发展方向。     

轮毂曲面机器人力控磨抛路径规划方法

针对复杂轮毂曲面的机器人力控磨抛问题,根据预设的平行扫掠线模式进行曲面分割。在各子曲面,根据接触力及材料去除数值模型,构建以磨抛总量最大及残余磨抛量最小为目标的约束非线性优化问题,进而规划各路径离散点的驻留时间及相邻平行路径间距。通过解决非线性整数规划问题,对磨抛工具在子曲面间的抬降进行规划。实验结果表明,该算法能够规划出全覆盖磨抛路径,磨抛量达到预期,残余磨抛量较为平均,磨抛效率较高。     

基于三坐标测量机自适应测量的自由曲面逆向

自由曲面的精确测量和重构是决定具有自由曲面特征的零部件复现精度的重要因素,传统逆向中测量与重构是相互独立又不能有效评估的。为提高自由曲面测量速度和重构精度,基于三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM),提出自适应测量的曲面重构方法。测量过程中,通过不断拟合样件上已测点,预算待测点及其测量矢量,指导CMM自动采集曲面上数据。由点云拟合自由曲面模型后,检验拟合模型上点与样件上相应点的误差;若误差偏大,则在测量点云中加入检测点后重新拟合曲面,进一步检测重拟合实体模型直至满足精度要求,得到精准数据点和精致的自由曲面模型。辅以计算机图形可视化实例验证本法,测量精度及其重构精度可达μm级,具有自由曲面特征的零部件整个逆向周期呈数量级下降,算法鲁棒性强。