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用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法和系统技术方案

技术编号:42634828 阅读:30 留言:0更新日期:2024-09-06 01:34
本发明专利技术提供一种用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法和系统。所述系统包括磨损表面逆向建模模块、磨损表面初始法向量计算模块、初始加工轨迹与法向量提取模块、法向量旋转角多项式回归降噪模块、加工轨迹位置和姿态NURBS拟合模块、位置姿态轨迹曲率自适应分段模块、分段轨迹位置姿态同步加减速前瞻模块和机器人运动与激光工艺协同控制模块。本发明专利技术实现机器人熔覆过程中姿态优化及随动控制,保证激光修复的加工质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于精密测量,具体涉及一种用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法和系统


技术介绍

1、自由曲面具有顺滑的外形和良好的气动特性,经常作为特殊的功能表面广泛应用于核心关键装备中,例如航空涡轮发动机、汽车发动机和精密模具等。此类核心功能部件通常工作在高温、高压、过载、高冲击、振动和易疲劳的恶劣环境下,长时间的工作服役后容易出现在磨损失效,导致核心装备的性能下降甚至报废。由于在制造此类零件过程中,往往需要使用特殊的工程材料和相较复杂的加工工艺,因此相比于重新制造新的工件,在故障部件的基础上,通过机器人激光熔覆的方法对缺陷部位进行再制造加工以恢复其功能和性能是节能、节材、省时、经济和环保的。

2、为实现熔覆过程中光斑能量的稳定分布,通常需要激光熔覆喷嘴动态垂直于待加工表面。然而,由于磨损后的自由曲面表面形貌相比于标准设计模型发生较大变化,宏观上,实际工件发生较大程度形状、尺寸的改变,标准设计模型的表面法向量无法准确描述实际工件表面法向量分布情况,实际工件在修复加工过程中缺乏准确的参考模型用于指导轨迹规划;微观上,实际工件表面微形貌和粗本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法,其特征在于,所述原始法向量的计算过程具体为:

3.根据权利要求1所述的用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法,其特征在于,所述将设计的离散轨迹点位置信息和初始法向量信息组合,构成6维加工位置和法向量轨迹数据具体为:

4.根据权利要求1所述的用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法,其特征在于,所述引入法向量旋转角并通过带滑动窗口的多项式拟合降噪具体为:>

5.根据权利...

【技术特征摘要】

1.一种用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法,其特征在于,所述原始法向量的计算过程具体为:

3.根据权利要求1所述的用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法,其特征在于,所述将设计的离散轨迹点位置信息和初始法向量信息组合,构成6维加工位置和法向量轨迹数据具体为:

4.根据权利要求1所述的用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法,其特征在于,所述引入法向量旋转角并通过带滑动窗口的多项式拟合降噪具体为:

5.根据权利要求1所述的用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法,其特征在于,所述机器人运动位置姿态轨迹的生成具体为:

6.根据权利要求1所述的用于自由曲面修复的机器人姿态优化及随动控制方法,其特征在于,所述将加工位...

【专利技术属性】
技术研发人员:张承瑞马威尹贻生胡天亮
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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