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基于边特征的点云数据区域分割 被引量:36
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作者 柯映林 单东日 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期377-380,396,共5页
为了提高反求工程建模的效率,提出了一种基于空间栅格的区域分割方法.该方法采用二次抛物面模型计算散乱数据点的曲率,利用空间栅格结构建立散乱点的拓扑关系,根据栅格中数据点与栅格中心点的相对位置计算栅格曲率以及相邻栅格间的曲率... 为了提高反求工程建模的效率,提出了一种基于空间栅格的区域分割方法.该方法采用二次抛物面模型计算散乱数据点的曲率,利用空间栅格结构建立散乱点的拓扑关系,根据栅格中数据点与栅格中心点的相对位置计算栅格曲率以及相邻栅格间的曲率差值,由曲率差函数判别并抽取边特征栅格.通过特征栅格的空间位置与曲面栅格的连通性实现了空间散乱数据的区域分割. 工程应用实例表明: 该方法能够直接处理点云数据而无需构建三角网格,具有运算简单,稳定性高等特点.可有效解决具有曲率突变性的点云数据的区域分割及特征提取问题. 展开更多
关键词 区域分割 特征提取 点云数据 反求工程
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RE-SOFT系统架构及关键技术 被引量:4
2
作者 柯映林 王青 +3 位作者 范树迁 朱伟东 李岸 陈曦 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1327-1332,1351,共7页
介绍了专业反求工程软件RE-SOFT的体系结构,提出了两条解决反求工程CAD建模的路线和策略:一是再现产品从二维到三维的设计过程,即基于截面特征的反求建模路线要求,首先解决点云切片、二维特征元提取、约束施加以及截面曲线全局约束优化... 介绍了专业反求工程软件RE-SOFT的体系结构,提出了两条解决反求工程CAD建模的路线和策略:一是再现产品从二维到三维的设计过程,即基于截面特征的反求建模路线要求,首先解决点云切片、二维特征元提取、约束施加以及截面曲线全局约束优化,然后通过拉伸、旋转等手段重构曲面模型;二是解决功能特征曲面“分治”再现和优化设计的快捷方法,即基于曲面特征的反求建模强调从点云中直接提取圆锥曲面、过渡曲面、规则扫略面等特征元素,并通过三维特征间的拓扑约束和全局优化生成曲面模型.通过以上两条基于特征的反求建模理论研究和实现,可以看出新一代反求工程软件更加重视建模过程和结果表达的完整参数化,寻求更高水准的支持产品变形设计和创新设计.建模实例表明,应用RE-SOFT系统可以快速获得完整特征表达的理想CAD模型. 展开更多
关键词 系统架构 截面曲线特征 特征提取 约束优化 反求工程
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基于主方向高斯映射的旋转面特征提取 被引量:17
3
作者 柯映林 李岸 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期942-946,共5页
为了从点云中准确提取几何特征参数,给出了旋转面特征提取算法.该算法对旋转面主方向映射到高斯球面,生成主方向高斯图像(PDGI).对高斯球进行均匀分割,生成一系列小立方栅格,并将高斯球上图像数据点分配到相应的立方栅格中.根据每个栅... 为了从点云中准确提取几何特征参数,给出了旋转面特征提取算法.该算法对旋转面主方向映射到高斯球面,生成主方向高斯图像(PDGI).对高斯球进行均匀分割,生成一系列小立方栅格,并将高斯球上图像数据点分配到相应的立方栅格中.根据每个栅格中的图像数据点数,对栅格聚类分析,获得一组特征栅格,由这组特征栅格中的图像点来确定大圆所在的平面,从而根据平面法矢确定旋转轴方向.根据旋转面法矢和旋转轴方向,获得旋转轴的定位点,从而确定了旋转轴.并给出了旋转轴的优化方法.计算实例结果表明,该算法能够稳定、准确地提取出旋转面的几何特征参数. 展开更多
关键词 反求工程 特征提取 旋转面 高斯映像 聚类 数据处理
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基于4D Shepard曲面的点云曲率估算 被引量:14
4
作者 柯映林 陈曦 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期761-764,共4页
为了高效处理大规模点云数据,提出了一种新的曲率估算方法.该方法基于空间六面体栅格分割点云,针对每个栅格中的测量点逼近局部二次抛物面,通过计算并检查抛物面的最小采样密度和自适应划分栅格来构建符合给定允差的局部曲面,使用步进... 为了高效处理大规模点云数据,提出了一种新的曲率估算方法.该方法基于空间六面体栅格分割点云,针对每个栅格中的测量点逼近局部二次抛物面,通过计算并检查抛物面的最小采样密度和自适应划分栅格来构建符合给定允差的局部曲面,使用步进法对曲面进行采样,利用坐标转换法计算每个采样点的曲率、插值采样点的坐标和曲率来构造全局4DShepard曲面,并快速计算点云中每个测量点的曲率.结果表明,该方法通过Shepard曲面插值点的简单线性组合估算曲率,无需构建三角网格,具有复杂度低,实用性强的特点.应用该方法能够快速、准确地获取大规模离散数据的曲率值. 展开更多
关键词 反求工程 空间栅格 点云 曲率计算
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基于非均匀B样条小波分解的NURBS曲线光顺 被引量:8
5
作者 柯映林 李奇敏 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期953-956,1059,共5页
利用非均匀B样条小波的正交性、局部性和振动性,研究基于非均匀B样条小波分解的有理曲线的光顺算法.第一步,通过不同的节点选取方法,实现非均匀有理B样本(non-uniformrationalBspline,NURBS)曲线的小波分解;第二步,通过曲线逼近实现NURB... 利用非均匀B样条小波的正交性、局部性和振动性,研究基于非均匀B样条小波分解的有理曲线的光顺算法.第一步,通过不同的节点选取方法,实现非均匀有理B样本(non-uniformrationalBspline,NURBS)曲线的小波分解;第二步,通过曲线逼近实现NURBS曲线的整体光顺和局部光顺.通过施加约束解决曲线光顺前后端点位置和切矢不变的问题.该算法在反求工程CAD软件RE-SOFT中的实际应用效果表明,基于非均匀B样条小波分解的NURBS曲线光顺算法能够有效地去除曲线上的坏点,改善曲线的品质. 展开更多
关键词 小波 非均匀有理B样条曲线 曲线光顺
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基于区域分割与约束逼近的二次曲面重建 被引量:6
6
作者 柯映林 单东日 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1274-1279,共6页
从散乱数据中有效地分离出特征与约束是表达原始产品设计意图的关键.基于点的连通性及同一特征曲面数据点估算法矢、曲率的相似性,并在特征曲面拟合误差控制下实现了空间散乱数据二次曲面数据的自动分离;应用二次曲面的几何参数表达建... 从散乱数据中有效地分离出特征与约束是表达原始产品设计意图的关键.基于点的连通性及同一特征曲面数据点估算法矢、曲率的相似性,并在特征曲面拟合误差控制下实现了空间散乱数据二次曲面数据的自动分离;应用二次曲面的几何参数表达建立了二次曲面整体约束逼近的最优化数学模型,将几何约束情况下的二次曲面重建转化为数学模型的求解,使重建的CAD模型可有效再现二次曲面之间的几何约束.工程应用实例表明:该方法稳定可靠,可显著提高反求工程CAD建模效率及重建模型精度. 展开更多
关键词 反求工程 约束优化 二次曲面 区域分割
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基于截面特征相容的曲面约束重构 被引量:3
7
作者 柯映林 王青 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1715-1719,共5页
为了从点云中重建高品质的曲面模型,提出一种基于截面特征相容的曲面重构方法.该方法将由点云切片获取的截面曲线分层次表达为直线、圆弧、B样条等基本曲线元和特征点的集合,并基于曲线微分几何属性,建立截面曲线特征点对应的数学模型,... 为了从点云中重建高品质的曲面模型,提出一种基于截面特征相容的曲面重构方法.该方法将由点云切片获取的截面曲线分层次表达为直线、圆弧、B样条等基本曲线元和特征点的集合,并基于曲线微分几何属性,建立截面曲线特征点对应的数学模型,采用动态规划法求解并确定其初始对应关系,以曲线元特征匹配准则优化对应,逐步确立截面曲线间的特征对应关系,将特征对应关系映射为参数对应即可利用成熟算法逼近生成蒙皮曲面.实例表明,该算法获取的曲面模型不但满足精度和光顺性要求,而且忠实地反映了原始物理样件所蕴含的特征信息. 展开更多
关键词 曲面重构 截面特征 特征相容 反求工程
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参数Bezier三角曲面的VC^1构造及其在复杂曲面产品测量造型中的应用 被引量:3
8
作者 柯映林 谭建荣 周儒荣 《浙江大学学报(自然科学版)》 CSCD 1995年第3期354-360,共7页
本文以参数曲面的VC1连续条件为基础,系统研究了VC1光滑Bezier三角曲面构造过程中的控制点计算.借助于Bezier三角曲面造型技术,解决了数控测量中具有复杂曲面外形产品的测量和造型问题.
关键词 三角曲面 VC^1连续性 测量 造型 CAGD
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显式Bezier三角曲面的C^1构造 被引量:4
9
作者 柯映林 程耀东 周儒荣 《浙江大学学报(自然科学版)》 CSCD 1995年第1期43-52,共10页
本文全面给出了九参数Bezier三角曲面片的顶点计算公式。并从deCasteljau算法入手,系统研究了一种所谓准C1Bezier三角曲面为基础,探讨了求解整体C1连续线性方程组的最短最小二乘解来构造Bezier三角... 本文全面给出了九参数Bezier三角曲面片的顶点计算公式。并从deCasteljau算法入手,系统研究了一种所谓准C1Bezier三角曲面为基础,探讨了求解整体C1连续线性方程组的最短最小二乘解来构造Bezier三角曲面的方法。解决了一些与单值曲面相对应三维离散数据的曲面插值问题。 展开更多
关键词 三角曲面 准C^1连续 三角形 插值网络 CAGD
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三维散乱点的c^1曲面插值及应用 被引量:2
10
作者 柯映林 周儒荣 《南京航空学院学报》 CSCD 1992年第2期186-192,共7页
本文介绍了一种对三维散乱点插值的二次Bernstein-Bezier c^1曲面构造方法。首先,不规则分布的3D数据点{(x_i,y_i,z_i),i=1,2,3,…,N}被投影到X-Y平面上,并按本文提出的能够处理任意区域内不规则分布点的三角化算法,自动形成平面三角形... 本文介绍了一种对三维散乱点插值的二次Bernstein-Bezier c^1曲面构造方法。首先,不规则分布的3D数据点{(x_i,y_i,z_i),i=1,2,3,…,N}被投影到X-Y平面上,并按本文提出的能够处理任意区域内不规则分布点的三角化算法,自动形成平面三角形插值网络。然后按照所形成的三角形网络和网络结点处的函数值,分别估计出每一数据点上的一阶导数值。最后本文给出了用二次多项式表示的三角形网络上的Bernstein-Bezier c^1曲面插值公式,并指出了这一曲面插值模型在某些应用领域的广阔前景。 展开更多
关键词 CAD 曲面拟合 插值 三角化
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三维有限元网格的自动划分
11
作者 柯映林 周儒荣 冯太华 《南京航空学院学报》 CSCD 1990年第2期44-49,共6页
本文作者从研究结构的数学模型入手,讨论了建立三维结构有限元计算模型的方法。成功地获得了一些具有应用代表性的三维板壳和块体结构有限元计算网格的自动划分原理和算法。
关键词 网格 有限元 自动划分 三维 板壳
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一种适合于工程应用的准C^1连续Bézier三角曲面及其构造方法
12
作者 柯映林 周儒荣 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 1993年第5期612-617,共6页
本文比较系统地讨论了Clough-Tocher三角形分割模型在Bézier三角曲面设计中的作用。并从工程应用的角度提出了一种以Clough-Tocher分割为基础,旨在原三角形区域上构造9参数Bézier三角曲面的新方法。这种新的9参数插值不仅能... 本文比较系统地讨论了Clough-Tocher三角形分割模型在Bézier三角曲面设计中的作用。并从工程应用的角度提出了一种以Clough-Tocher分割为基础,旨在原三角形区域上构造9参数Bézier三角曲面的新方法。这种新的9参数插值不仅能够消除Clough-Tother分割产生的畸变插值区域对插值曲面品质的影响,还能够有效地减轻一般9参数三次Bézier三角曲面片之间的尖端连接。本文将从工程应用的角度把这种插值曲面称为准C^1连续的9参数Bézier三角曲面。在一些实际应用中,这种准C^1连续的插值曲面对3D离散数据的拟合效果是令人满意的。 展开更多
关键词 计算几何 曲面 插值 离散数据
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航空整体结构件铣削加工变形预测研究 被引量:18
13
作者 成群林 柯映林 +2 位作者 董辉跃 毕运波 黄志刚 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期799-803,共5页
为了揭示航空框类整体结构零件铣削加工的变形行为,提出了一种基于接力计算模型的航空整体框结构零件铣削加工全过程物理仿真方法,阐述了接力计算的基本原理,设计了接力计算系统的完整框架.基于以上接力计算系统,通过将零件加工工艺信... 为了揭示航空框类整体结构零件铣削加工的变形行为,提出了一种基于接力计算模型的航空整体框结构零件铣削加工全过程物理仿真方法,阐述了接力计算的基本原理,设计了接力计算系统的完整框架.基于以上接力计算系统,通过将零件加工工艺信息转化为有限元仿真计算信息,采用有限元模型对整体框结构零件进行了铣削加工全过程数值模拟.模拟综合考虑了材料毛坯内初始残余应力、切削载荷、加工顺序和走刀路径等因素.通过铣削加工实验验证了建立的有限元模型的正确性.研究结果表明,基于接力计算的数值模拟方法是研究航空整体结构零件铣削加工变形的有效方法,可正确预测零件加工变形. 展开更多
关键词 整体结构件 加工变形 接力计算 数值模拟
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钛合金的已加工表面残余应力的数值模拟 被引量:29
14
作者 吴红兵 刘刚 +1 位作者 柯映林 董辉跃 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1389-1393,共5页
为了揭示高速切削对航空钛合金加工表面残余应力的影响,利用三维斜角切削有限元模型对钛合金Ti6Al4V的高速切削加工过程进行了模拟,获得了不同切削速度和不同切削深度下的已加工表面残余应力分布.模拟结果表明:切削速度对已加工表面残... 为了揭示高速切削对航空钛合金加工表面残余应力的影响,利用三维斜角切削有限元模型对钛合金Ti6Al4V的高速切削加工过程进行了模拟,获得了不同切削速度和不同切削深度下的已加工表面残余应力分布.模拟结果表明:切削速度对已加工表面残余应力具有重要影响,而切削深度对已加工表面残余应力影响较小;已加工表面层残余应力为拉应力,沿深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力;3个主方向的残余应力值随切削速度的增加而增加,而随切削深度的增加无明显变化;切削速度和切削深度对残余应力层的厚度影响都很小. 展开更多
关键词 钛合金 表面残余应力 高速切削 斜角切削模型
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工业机器人自动钻孔及锪窝一体化加工 被引量:20
15
作者 董辉跃 曹国顺 +1 位作者 曲巍崴 柯映林 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期201-208,共8页
为了提高工业机器人制孔的位姿精度,控制锪窝深度误差,利用激光跟踪仪跟踪机器人位姿,获得位姿偏差,并对机器人位姿偏差进行补偿,提高机器人制孔的位姿精度;利用光栅尺构成闭环控制系统,将制孔过程中机器人与工件变形引起的误差补偿到... 为了提高工业机器人制孔的位姿精度,控制锪窝深度误差,利用激光跟踪仪跟踪机器人位姿,获得位姿偏差,并对机器人位姿偏差进行补偿,提高机器人制孔的位姿精度;利用光栅尺构成闭环控制系统,将制孔过程中机器人与工件变形引起的误差补偿到制孔刀具的进刀位置,从而保证埋头螺栓孔的锪窝深度.采用该跟踪、补偿系统在平面试验件和曲面试验件上进行了工业机器人制孔位置精度和锪窝深度补偿加工试验.结果表明,机器人的位置精度和角度精度达到0.05mm和0.05°,锪窝深度误差控制在0.03mm以内. 展开更多
关键词 机器人 制孔 锪窝 补偿 精度
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航空铝合金薄壁件加工变形有限元仿真与分析 被引量:57
16
作者 毕运波 柯映林 董辉跃 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期397-402,共6页
综合考虑薄壁件粗精加工工序,建立了薄壁件铣削加工全过程三维有限元模型,系统地研究了残余应力施加、切削力建模及动态加载、材料去除等加工过程建模所涉及的关键技术.通过自行构建的加工仿真平台,对处在不同毛坯初始残余应力分布情况... 综合考虑薄壁件粗精加工工序,建立了薄壁件铣削加工全过程三维有限元模型,系统地研究了残余应力施加、切削力建模及动态加载、材料去除等加工过程建模所涉及的关键技术.通过自行构建的加工仿真平台,对处在不同毛坯初始残余应力分布情况下的薄壁件分别进行了加工过程模拟.仿真结果表明,加工过程中残余应力对切削力引起的薄壁件加工变形具有重要影响,较大的初始残余应力导致薄壁件侧壁首末自由端附近产生加工变形波动,容易引起或加剧切削振动,严重影响其加工精度及表面质量. 展开更多
关键词 薄壁件 加工变形 残余应力 加工过程仿真
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基于Petri网的飞机总装配生产线建模及优化方法 被引量:17
17
作者 王青 温李庆 +3 位作者 李江雄 柯映林 李涛 张世炯 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期1224-1231,共8页
针对飞机总装配生产线最优化调度问题,建立能够描述飞机脉动式总装配生产线工艺流程间复杂关系的赋时库所Petri网(TPPN)仿真模型.在飞机总装配工序的前后继关系和有限的车间资源约束下,以工期最短、工作组最少和工作组的总效率最高为优... 针对飞机总装配生产线最优化调度问题,建立能够描述飞机脉动式总装配生产线工艺流程间复杂关系的赋时库所Petri网(TPPN)仿真模型.在飞机总装配工序的前后继关系和有限的车间资源约束下,以工期最短、工作组最少和工作组的总效率最高为优化目标,提出生产线调度问题的多目标优化模型.采用逐层法进行最优化求解,根据关键路径推算公式确定生产线的最短工期和最少工作组数,采用贪心-匈牙利两级递阶算法获得生产线的最佳人工分配方案和最优作业排序.通过应用实例,验证了优化方法的准确性和有效性. 展开更多
关键词 PETRI网 飞机总装配 生产线 最优化调度
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一种精密三坐标POGO柱设计与精度研究 被引量:22
18
作者 郭志敏 蒋君侠 柯映林 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1649-1654,共6页
针对飞机数字化装配中大部件调姿与对合问题,提出一种由3个具有三平动自由度的分支机构构成并联机构对飞机大部件进行支撑和姿态调整的方法.根据飞机大部件调姿对合装配工艺要求,三坐标POGO柱应具有高的设计指标,对POGO柱结构进行详细设... 针对飞机数字化装配中大部件调姿与对合问题,提出一种由3个具有三平动自由度的分支机构构成并联机构对飞机大部件进行支撑和姿态调整的方法.根据飞机大部件调姿对合装配工艺要求,三坐标POGO柱应具有高的设计指标,对POGO柱结构进行详细设计,并提出用于提高其工作性能的关键措施.通过综合分析引起POGO空间定位误差的因素,建立空间定位误差的数学模型,进而得到确定导轨安装基准面形位公差的方法.实验结果表明,基于3个精密三坐标POGO柱的大部件调姿方法能够满足飞机部件调姿的高精度、高刚度要求.将精密三坐标POGO柱作为数字化柔性装配系统的基础部件,通过模块化配置还可以适应各类大型部件姿态调整的应用需求. 展开更多
关键词 三坐标POGO柱 调姿 大部件 重构 柔性 装配
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航空铝合金高速铣削加工的三维数值模拟 被引量:9
19
作者 吴红兵 柯映林 +2 位作者 刘刚 成群林 毕运波 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期234-238,共5页
针对当前高速切削加工中模拟直角和斜角的有限元模型将变厚度切削层、螺旋形刀刃分别简化为等厚度切削层和直线形刀刃的不足,采用更接近实际的三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型,对航空铝合金7050-T7451进行了高速铣削加工数值模拟... 针对当前高速切削加工中模拟直角和斜角的有限元模型将变厚度切削层、螺旋形刀刃分别简化为等厚度切削层和直线形刀刃的不足,采用更接近实际的三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型,对航空铝合金7050-T7451进行了高速铣削加工数值模拟,得到了铣削过程的切削力、切削温度及切屑形状.通过高速铣削实验测得了切削力,在相同的切削条件下模拟结果与实验结果比较吻合,切削温度及切屑形状也与实际相符.研究表明,三维螺旋齿铣刀模型和变厚度切削层模型可以准确模拟高速铣削加工过程,能够进一步用于研究切削参数与切削力、切削热之间的关系,进行切削参数及刀具寿命优化. 展开更多
关键词 铝合金 数值模拟 切削力 切削层 切削温度
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基于压脚位移补偿的机器人制孔锪窝深度控制 被引量:13
20
作者 费少华 方强 +1 位作者 孟祥磊 柯映林 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1157-1161,1181,共6页
为了解决机器人自动制孔过程中由于飞机壁板变形和振动引起的锪窝深度控制问题,提出将终端执行器压脚位移作为实时补偿信号的制孔进给轴全闭环控制系统设计方法;根据制孔过程中压脚振动的实际频率特性,引入低通滤波器,考虑飞机壁板锪窝... 为了解决机器人自动制孔过程中由于飞机壁板变形和振动引起的锪窝深度控制问题,提出将终端执行器压脚位移作为实时补偿信号的制孔进给轴全闭环控制系统设计方法;根据制孔过程中压脚振动的实际频率特性,引入低通滤波器,考虑飞机壁板锪窝深度精度要求确定截止频率,有效抑制压脚高频振荡对进给轴位置精度的影响,保证锪窝深度以及加工孔的表面质量.在材料为铝合金的圆弧工件和平面工件上,分别加工直径为5.8和9.8mm的孔.实验结果表明,该系统可将加工孔的锪窝深度误差控制在0.02mm以内,表面粗糙度达到0.8μm. 展开更多
关键词 机器人制孔 锪窝深度 终端执行器 实时补偿 低通滤波器
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