針對碳纖維復(fù)合材料模具修形過程中的型面精度測量,研究一種基于機(jī)器人和激光跟蹤三維測量系統(tǒng)的在位測量技術(shù)。通過測量軌跡規(guī)劃、坐標(biāo)系變換,關(guān)聯(lián)在位測量系統(tǒng)中的各個單元,實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的運動-跟隨-采樣的連續(xù)動作,完成模具型面點云的自動高效采樣。在此基礎(chǔ)上,研究拋物面型面精度評價算法,實現(xiàn)實測點云和理論模型的最佳擬合,從而獲得模具型面精度。結(jié)果表明:利用在位測量技術(shù),測量效率大幅提高,型面精度的數(shù)值和圖形結(jié)果能夠輔助模具的高效修形。 

【文章來源】：宇航材料工藝. 2020,50(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

偏差矢量

由于激光跟蹤三維測量系統(tǒng)需要靶球配合測量，且獲得是靶球球心的三維坐標(biāo)。為了保證機(jī)器人攜帶激光跟蹤三維測量系統(tǒng)靶球沿著天線反射器復(fù)合材料模具表面運動，且整個測量過程靶球始終與天線反射器復(fù)合材料模具相切，需要進(jìn)一步規(guī)劃激光跟蹤三維測量系統(tǒng)靶球球心的軌跡，規(guī)劃過程如圖1所示，將天線反射器復(fù)合材料模具表面上的待測軌跡線上任意一點沿著模具表面該點的切平面的法線方向平移一段距離，該距離等于激光跟蹤三維測量系統(tǒng)靶球的半徑，由此擬合出一個新的圓軌跡，即為激光跟蹤三維測量系統(tǒng)靶球球心的軌跡。為了將激光跟蹤三維測量系統(tǒng)靶球球心的軌跡轉(zhuǎn)化為機(jī)器人各個關(guān)節(jié)運動的角度值，首先采用由Denavit和Hartenberg提出的DH模型建立機(jī)器人正運動學(xué)模型，相鄰關(guān)節(jié)坐標(biāo)系之間的位姿轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：

型面精度計算是模具在位加工及測量過程中的關(guān)鍵技術(shù)。型面精度計算的核心是在理論拋物面上搜尋與實測點最近的理論點，設(shè)拋物面方程為x2+z2=4fy,f為焦距，焦軸向量為（Ji,Jj,Jk），頂點坐標(biāo)為（Dx,Dy,Dz）。搜尋過程如圖2所示，具體如下：(1）計算實測點P(x,y,z）到焦軸的投影點P1(x1,y1,z1)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3353004