工业机器人复杂曲面抛磨运动轨迹生成算法

针对目前曲面抛磨机器人采用人工示教编程难度大、耗时长、效率低,而且人工示教无法完成复杂曲面编程且生成的抛磨运动轨迹不平滑等问题,提出了一种适合工业机器人复杂曲面抛磨运动轨迹生成的杠杆自适应NURBS曲线拟合方法。该方法融合了非均匀B样条(NURBS)曲线拟合算法和杠杆平衡自适应采样算法,首先应对抛磨轨迹进行离散化处理得到合理的砂带抛磨触点;然后根据杠杆平衡自适应采样方法,各个质点的质量越大越靠近支点,反之亦然,这样计算得到自适应采样的离散点;最后根据自适应采样离散点拟合NURBS曲线,实现了机器人抛磨运动轨迹平顺光滑。仿真结果表明,该方法正确有效,实用可靠,可生成任意复杂曲面无突变、平滑的抛磨运动轨迹,提高了抛磨加工质量、精度及效率要求。     

大型复杂曲面喷漆机器人喷枪轨迹优化研究

根据实验数据推出平面上漆膜累积速率二次函数后,对大型复杂曲面进行分片,在每一片上进行喷漆机器人喷枪轨迹优化.按照两片交界处喷枪路径的位置关系,分三种情况讨论漆膜厚度的计算方法和喷枪轨迹优化问题,采用最速下降法和模式搜索法进行求解.最后通过计算机仿真验证了优化算法的可行性.     

大型复杂曲面喷漆机器人啧枪轨迹优化研究

根据实验数据推出平面上漆膜累积速率二次函数后,对大型复杂曲面进行分片,在每一片上进行喷漆机器人喷枪轨迹优化。按照两片交界处喷枪路径的位置关系,分三种情况讨论漆膜厚度的计算方法和喷枪轨迹优化问题,采用最速下降法和模式搜索法进行求解。最后通过计算机仿真验证了优化算法的可行性。     

面向复杂曲面加工的虚拟夹具辅助机器人示教编程研究

为解决面向复杂曲面加工的机器人示教编程中虚拟夹具构造困难、难以依据操作者意图自适应调整等问题,提出一种虚拟夹具离线构造和在线迭代更新的辅助机器人示教编程策略.采用示教曲面流形离线构造先验虚拟夹具,若先验虚拟夹具吻合待加工曲面,则利用弹簧阻尼系统对示教路径偏差进行在线补偿,否则通过虚拟夹具刚柔性自适应调整实现迭代修正.研...     

复杂曲面上机器人自动喷涂路径规划方法

针对目前含有岛屿或空洞的复杂曲面上机器人喷涂路径规划中存在的问题,提出一种能够保持轮廓平行的机器人喷涂路径设计方法。利用最小二乘坐标映射原理,将被喷涂曲面映射到二维平面域,建立目标曲面与二维平面域之间的一一映射关系,然后对平面映射域的内外边界进行连续偏置,构造能够保持轮廓平行的二维偏置曲线;进而以被喷涂曲面到二维平面域的坐标映射为向导,将无干涉二维偏置曲线逆映射到被喷涂曲面上,生成能够保持轮廓平行的喷涂路径,实现多岛屿或空洞复杂曲面上三维喷绘路径设计到二维平面的降维处理。实例仿真实验结果表明,所提方法简单实用,可在含有岛屿或空洞的复杂曲面上快速地生成能够保持轮廓平行的机器人喷涂路径。     

机器人模具抛光自由曲面刀具轨迹的生成研究

以HNC-IR教学机器人为对象,对机器人模具抛光中自由曲面的抛光刀具轨迹的生成和干涉处理进行了研究,提出了适合于机器人抛光的面自由曲面刀具轨迹生成算法,此算法生成的抛光刀具轨迹具有形式简单、在曲面表面分布均匀等优点,适合于机器人抛光。     

复杂参数曲面高精度刀具轨迹规划算法

在对等残余高度刀具轨迹规划算法加工参数曲面研究的基础上,提出带有误差补偿值的复杂参数曲面高精度刀具轨迹规划算法——高精度刀轨误差补偿算法。通过分析刀触点及与之相应的相邻路径上的粗、精刀位对应点间的关系,引入误差补偿值以提高精对应刀位点的求解精度,得到经过合理简化的误差补偿值表达式,并得出粗、精对应刀位点与理论刀位点的距离误差表达式。高精度刀轨误差补偿算法可以在满足插补运算实时性要求的前提下,使相邻轨迹上与刀触点相对应的刀位点的参数值计算精度得到极大提高,进而提高复杂参数曲面的加工刀具轨迹精度。以使用平底铣刀为例进行仿真加工,结果表明高精度刀轨误差补偿算法适合进行对复杂参数曲面的高精度加工。     

复杂曲面水轮机叶片坑内修焊爬壁机器人的设计

为了实现三峡等大型电站水轮机叶片坑内修焊,设计了一种具有特殊永磁体布置方式的新型轮式爬壁机器人.该机器人采用差动驱动的轮式移动机构.机器人的永磁体围绕车轮集中、对称布置,使得机器人在叶片曲面上能保持稳定的吸附力.实验结果表明所研制的样机在叶片上吸附稳定,移动灵活,能满足水轮机叶片坑内修焊的要求.     

复杂曲面自动铺丝轨迹规划算法设计

针对复杂曲面自动铺丝轨迹生成问题,提出一种可自动生成铺丝轨迹的经线包络法,即按照曲面形态,自适应生成一族包络整个曲面的经线,然后以此作为参考线,根据复合材料铺丝束纤维的宽度、数量等工艺数据,生成与对应参考线成固定铺放角度的铺丝轨迹。该算法适用于采用参数方法描述的复杂曲面,仿真实例表明该算法可行且有效。     

面向复杂曲面的喷涂机器人喷枪路径的规划

根据试验数据给出了涂层生长速率模型,将自由曲面通过拓扑关系生成若干个平面片,在每一片上进行喷枪速率及轨迹间距的优化,基于面片交界处喷枪轨迹为PA-PA时涂层厚度均匀性较好的原则,根据面片的边界几何特征对喷枪路径进行了规划,提出了用变偏距的方法优化Z型路径模式,该方法通过选择两轨迹间的偏距极值及始末轨迹的长度来确定每相邻轨迹间的偏角来达到变偏距的目的,给出了其中参数的计算方法和优化算法。最后通过实例验证了该算法对Z型路径模式的优化具有一定的可行性。     

细分曲面粗加工刀轨生成算法

研究了细分曲面等高粗加工刀轨生成算法。以Catmull-clark细分曲面为研究目标,首先利用基于面误差的自适应细分算法构建粗加工模型,该方法构建的模型不仅具有均匀的加工余量,且能完全包围精加工模型,;然后采用层切法生成切层轮廓,在计算切削区域边界轮廓时采用了有效边追踪算法,该算法可以有效快速正确的得到每层的加工区域;为了验证算法的可行性及有效性,最后给出了加工实例,实例表明该方法可以有效地控制加工模型的网格数量,并能快速地生成粗加工刀轨。     

三角网格曲面等参数线刀轨生成算法

提出一种三角网格曲面等参数线刀轨生成算法。采用调和映射的方法对三角网格曲面进行参数化,给出了四种等参数线刀轨规划方式;根据网格模型、投影网格和参数网格之间的对应关系,由残留高度确定参数网格中的x或r参数线;在此基础上,采用“区域划分”的方法快速生成了无干涉、无冗余数据的网格曲面等参数线行切和环切刀轨。实验结果表明该算法是可行和有效的。     

多轴加工无干涉刀具路径生成算法研究

多轴数控加工中刀具路径的计算直接影响加工零件的精度和加工效率。本文介绍了一种平底刀多轴无干涉刀位轨迹生成算法,在刀轴方向上消除干涉量。首先对参数曲面进行三角离散化,根据曲面相应点的法矢布置初始刀具位姿。构造曲面和刀具的OBB模型,通过包围盒间的快速相交测试得到刀具与曲面的干涉三角片,在此基础上,采用解析方法计算刀具与干涉三角片在刀轴方向上的干涉量,修正刀位点,最后得到无干涉刀位轨迹。     

数控加工刀位轨迹生成的算法分析

自由曲面数控加工刀位轨迹的自动生成,是CAM技术的关键问题。针对自由曲面零件刀具口路径生成的几种算法,进行了较为详细的分析,并指出了这几种算法各自的加工特点。     

基于MMR的三角网格曲面五轴加工刀轨生成算法

为了提高三角网格曲面五轴加工的加工效率,提出了基于最大材料去除率(maximal materialremoval rate,MMR)的平底刀五轴加工刀轨生成算法。首先计算无曲率干涉且具有最大材料去除率的网格曲面五轴加工的刀具方位角;然后在确定网格曲面可能干涉区域的基础上,提出刀触点处干涉性假设,并以最大材料去除率、刀具无曲率干涉和全局干涉为约束条件,采用二分法确定具有最大材料去除率的无干涉刀具方位角;最后采用截面线法生成三角网格曲面MMR平底刀五轴加工刀轨。通过实验验证了采用文中算法生成的刀轨进行加工能够获得较高的加工效率和表面质量。     

自由曲面数控加工刀具轨迹映射算法

对自由曲面的数控加工,寻求最优的刀具轨迹生成方法至关重要.本文基于开源3D库Open CASCADE(OCC)和编程开发环境Microsoft Visual Studio 2010(VS2010),应用B样条表达的自由曲面,采用投影法思想,研究重用已有相似刀具路径方法,提出了处理自由曲面的NC刀具轨迹映射算法....     

数控车削加工刀具轨迹自动生成的算法研究

针对数控车削加工的特点,提出了刀具轨迹自动生成的算法,经过实际应用有,该算法稳定可靠,使用效果良好。     

基于MODM模型的自由曲面NC加工刀位计算

指出现有的基于曲线逼近分析的刀位计算精度控制原理存在的不足，提出基于曲面离散基本单元（MODM）模型的NC刀位计算原理，给出了利用MODM模型生成等参数线刀轨、截面线刀轨以及特殊形式刀轨的方法；对有关方法分别进行了程序实现并给出计算实例。程序实现的结果表明，基于MODM的刀轨生成方法在计算效率，精度控制可靠性，刀轨生成能力等方面有独特的优点。     

液压连续升降系统研究

为适应大型构件连续升降的施工要求，消除因频繁启停产生的附加惯性载荷和冲击，用运动学观点对连续式液压提升器连续升降的运动机理进行了研究，对影响提升效率的重要参数——速度差和负载转换行程进行最优求解。建立了连续升降控制系统的数学模型，通过MATLAB仿真和连续升降台架试验，证实了连续式液压提升器能实现连续和同步升降。