加工中心在线测头的应用

2020-05-09

加工中心在线测头的应用

1加工中心的在线控制技术允许它们同时在三个坐标系中执行控制功能,方法是给它们配备触发式测头。通过该控制系统,可以对数控加工过程进行一定的几何量控制,提高加工中心的自动化程度和加工室的加工质量。目前,加工中心中的线探头执行相对简单的几何控制任务,如点检测、圆柱检测、圆孔检测等。

当然,这些测试是必要的,但从在线控制系统的高成本角度来看,如果在线检测器只停留在这些简单几何量的控制阶段,那么性能价格比将降低用户采用这种控制方法的动机,也不会促进在线检测系统的长期发展技术。在深入研究了在线测量头的工作特性后,作者估计它可以超越最初的工作框架,应用于更多的领域,其中一个非常有前途的方面就是它的应用。自由曲线的检测。如果在产品的设计和成形过程中,需要参考形状的几何特征,则需要收集该形状的具体信息,为设计和产品开发提供必要的数据,即所谓的逆向工程。本文研究了在加工中心使用在线探针检测自由曲线,使加工中心在线控制系统成为计算机辅助设计人员的产品造型工具。

2.自由曲线检测方法研究

目前,对于CAD系统的曲面造型功能,基本上采用的是先点后面的造型方法。对于实体形状也是如此,只是它对曲线的处理有一些特殊的要求。因此,从CAD造型的角度来看,三坐标控制方法应侧重于曲线的检测。因此,在曲面构造的背景下,三坐标检测方法的中心点是曲线检测路径的规划。自由曲线的检测是一个复杂的问题,它主要表现在两个方面:

(1)采点数量的多少问题

一般来说,采样点数越多,自由曲线越精确。然而,采样点的数目越多,自由曲线的变形概率就越大,通过描述一条强变形曲线可以使曲面变形得越多。总之,增加采样点的数量将使曲线的形状难以控制。

(2)检测的自动化程度问题

数据采集涉及到大量的点检测工作,完全手工完成非常困难,因此有必要设想点检测的一定自动化。由于自由度曲线在空间上的灵活性,也不可能完全放弃人类对探测路径规划的干预,否则很容易将探测路径的规划转移。对于自由曲线的检测,需要一定程度的自动化,以及操作者的适当干预。

2.1检测方法概述

为了测试这两个问题的曲线,本报告提出了一种折衷的检测方法,该方法考虑到了点的密度问题,考虑到了人工干预的自动检测问题,至少在没有人员干预的情况下,尽可能利用操作员要求,尽可能检测列车路径的点。基本思想是,作为第一步,操作者将根据要检测的自由曲线,在曲线上方取少量点,通过这些点,检测路径将是示意的;基于这些点中描述的检测通道,对检测通道进行自动规划,并根据检测密度的要求对检测通道进行细分。这使得操作者能够灵活地控制检测动作的空间轨迹,在减少干预的情况下,获得大量的准时信息,减少了操作者的工作量,提高了检测的自动化程度和合理性。

2.2描述检测通道的问题

目前,在所有CAD系统中,自由曲线的描述主要基于三次样条曲线。因此,对于自由曲线的检测路径的规划,也使用了三次样条曲线,也就是说,从少量点粗略确定的检测轨迹被描述为三次样条曲线,为了便于与CAD系统的图形建模规则相一致,便于后续处理所收集的信息。

在三次样条曲线的描述中,一般采用控制多边形的方法,即曲线的形状由一定数量的控制点控制,但曲线一般不经过检查点。为了使生成的曲线通过给定的点(这里我们称之为插值点),必须首先从这些插值点反转与之相交的控制点,然后由这些点来描述、控制。

测头简述

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