基于碰撞避免的五轴连续式扫描测量轨迹的规划与验证

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不同于传统的逐点测量的接触式自由曲面测量技术,近期新出现的五轴连续扫描测量技术采用的是利用测头的测针沿着预先规划的扫描测量曲线移动的方法对自由曲面进行测量,从而极大的提高了测量效率得到了越来越广泛的应用。然而迄今为止,大多数关于CMM测量的研究内容大多是基于传统的三轴CMM或三+二轴CMM的逐点测量,并不适用于CMM的五轴连续式扫描测量。与此同时,已有的国内外学者对五轴连续式扫描轨迹的研究内容中并没有有效的解决碰撞干涉问题。  由于五轴测量机与双主轴倾斜五轴机床的运动学构造十分相似,因此一些关于五轴机床的碰撞避免的方法与思想同样可以运用到本次课题之中。在本次课题中,首先介绍了五轴测量轨迹规划的数学理论基础,从五轴测量的轨迹的定义开始系统的阐述整个五轴连续式扫描测量轨迹的生成过程,再使用自由曲面的参数域生成一条参考曲线。然后,根据五轴测量机的测量条件,利用一种基于图形的方法计算得到导向曲线上的点的  V-map区域;再基于上述的V-map区域,获得满足五轴扫描轨迹实际可行条件区域,称之为Composited Visibility map(CV-map)。再通过导向曲线与CV-map定义每个采样点的探针方位,并且同时保证碰撞避免与较高的测量精度,从而生成最终的测量路径。  最后对本文中提出的五轴连续扫描测量轨迹生成方法进行验证,设计开发基于I++DME的CMM应用软件,将扫描轨迹导入至该应用软件中完成扫描过程获取测量结果;并使用现有的工业上的五轴连续扫描测量轨迹解决方案作为对照,比较两者的的实验结果与测量效率并得出结论。
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