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机械网--三坐标测量程序中路径控制点规划策略

发布时间:2021-11-18 15:11:57 阅读: 来源:坩埚厂家

引言现有3坐标丈量机(Coordination Measuring Machine, CMM)软件系统(如美国Virtual DMIS,法国Metrolog II软件系统等)在计划丈量路径时,大多采取人机交互、自动记录操作进程,然后通太重播的方式实现多件零件重复丈量的问题。但是,在自动生成DMIS丈量程序方面,这些系统则存在以下问题:1)根据CAD模型中的几何尺寸和公差定义,自动辨认并定义待测对象较为困难:2)实现丈量路径中控制点的管理,以高效生成可行的测头行走路径比较困难。由于路径控制点是控制测头行走轨迹的重要参数,它直接关系到测头行走路径计划方案是否是公道,和是否是能确保测头不与零件产生碰撞干涉,本文针对离线模式下如何展开DMIS丈量程序自动计划问题,提出了利用构造参数平面的方法来管理路径插人点的方法,结合有效的无碰撞干涉路径生成策略,探索了解决丈量路径控制点管理问题的方法,取得了初步成果。1 丈量点集管理1.1 丈量路径控制点的管理丈量路径控制可用图1所示的实例说明。图中MP(Measuring Point)为丈量点,CP(Control Point)为控制点。其中,图1(a)中测头的行走轨迹为MP1→CP1→CP2→MP2,可以正常丈量;图1(b)中测头行走轨迹为MP1→CP1→CP2→MP2,测头与零件将产生碰撞干涉,不能正常丈量;图1(c)中的测头行走MP1→CP1→CP2→CP3→CP4→MP2,插人了控制点,避免了碰撞干涉情况。图1.测头行走路径中的控制点实例

为了解决丈量路径控制点管理,采取了构建丈量位置点所在参数平面的管理方法,即首先根据测头位置点(Position Point, PP)建立1个参数平面,然后在这个参数平面上插人所需的轨迹控制点。这样,既可以使得控制点算法简单,也能够有效计划路径。例如,在图2测头行走路径控制管理示例中,丈量对象是4个异面孔{孔1,孔2,孔3,孔4},即在孔的圆柱面搜集丈量点。在丈量路径计划中,首先,根据孔元素的可测性,系统根据CAD模型信息,可以获得4组测头PP位置点,即{PP1,PP2},{PP3 ,PP4},{PP5,PP6},{PP7,PP8}。然后,在参数平面中,根据无碰撞干涉原则,插人控制点。这样,系统就可以够得出4组连续运动的行走轨迹段,即PP1→PP2→CP1→CP2→PP3→PP4 ,PP4→PP3→CP2→CP3→PP5→PP6厂房违建被强拆怎么办,PP6→PP5→CP3→CP4→PP7→PP8, PP8→PP7→CP4图2.测头行走路径控制点管理

1.2 丈量轨迹点的排序算法系统根据CAD模型信息和数据取得到丈量元素,并构成丈量位置点PP集合后,系统仍然对这些 PP点的顺序是未知的,它们只是杂乱无章地寄存在系统内存中。本文采用了邮差最短路径算法,在保证无碰撞干涉的条件下,保证丈量路径最优。具体排序算法见图3。其中,图中虚框内的算法可以概述以下。1)根据待测元素及其法矢,进行分类整理。a遍历待测元素集合;b取得待测元素的方向法矢(如平面取面法矢,圆柱/孔取轴线等);C将两两待测元素的方向法矢的夹角小于的统1存储至1个数组,作为同侧面(或同方向)待测对象组。d如遍历完成,则跳出循环至2);否则,跳至a继续。2)对每组同侧面的待测对象进行排序a取1组同侧面上的待测对象;b根据元素定位点坐标进行排序,并将结果保存;c如待测对象排序完成,继续d;否则拆迁时庭院算住宅面积吗,跳至a继续进行排序; d根据分层计算碰撞干涉的策略,对相邻两丈量路径点进行碰撞干涉判断;e如果产生干涉,则在干涉点处,依照路径控制点管理方法插入CP点;否则继续下1组;f如果碰撞干涉检查完成,则将结果保存后继续;否则,跳至d; g建立1组可行的候选丈量路径方案集合,并存储;h计算各方案的路径值,选取最短的距离,结束同侧待测对象排序。图3.丈量轨迹点排序算法流程图

3)对各异面候选路径进行统1排序a根据异面法矢,查找相邻面,然后将其作为连续丈量侧;b在两两连续丈量侧上,查找相邻控制点,建立相邻丈量侧的连续运动轨迹;c进行碰撞干涉计算,判断相邻丈量侧的连续运动是否是有干涉;d如果存在,依照轨迹控制点管理方法,插入CP点,保存结果;否则继续。4)构成1个完全的连续丈量路径方案、存储方案后结束。2 丈量路径干涉检查通常判断碰撞干涉是基于实体模型的,它是有基于对多个静止模型进行求交,以检查是否是碰撞干涉;通常计算是根据模型移动至不同位置时来建立求交计算对象的,因此,如果将计算时间间隔设置很小,系统将面临很大的计算负荷;但是如果将计算的时间间隔设置过大,又会产生意外干涉。综合上述分析,本文采用的是Yau和Meng提出本地可测锥体(local accessibility cones,LAC)来实现分层计划。它的解决思路是分层检查测尖、测针和测头与零件的干涉情况,利用启发式算法来解决CMM路径计划中的问题。其中,首先决定测尖的行走轨迹问题,如果在这个阶段发现有碰撞情况,则立即进行轨迹修正,而不继续路径计划;其次,要检测针部件体与零件外形的干涉情况;最后检查测头部件与零件的干涉情况。这样,可以大大降落系统关于碰撞干涉计算的时间开销。由于篇幅所限,这里不详细论述碰撞干涉检查的详细内容。关于具体算法,可参阅有关的文献。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章