大口径碳纤维复合材料天线反射器模具在位测量技术

发布时间：2021-08-20 06:31

　　针对碳纤维复合材料模具修形过程中的型面精度测量,研究一种基于机器人和激光跟踪三维测量系统的在位测量技术。通过测量轨迹规划、坐标系变换,关联在位测量系统中的各个单元,实现两个系统的运动-跟随-采样的连续动作,完成模具型面点云的自动高效采样。在此基础上,研究抛物面型面精度评价算法,实现实测点云和理论模型的最佳拟合,从而获得模具型面精度。结果表明:利用在位测量技术,测量效率大幅提高,型面精度的数值和图形结果能够辅助模具的高效修形。 

【文章来源】：宇航材料工艺. 2020,50(02)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

偏差矢量

由于激光跟踪三维测量系统需要靶球配合测量，且获得是靶球球心的三维坐标。为了保证机器人携带激光跟踪三维测量系统靶球沿着天线反射器复合材料模具表面运动，且整个测量过程靶球始终与天线反射器复合材料模具相切，需要进一步规划激光跟踪三维测量系统靶球球心的轨迹，规划过程如图1所示，将天线反射器复合材料模具表面上的待测轨迹线上任意一点沿着模具表面该点的切平面的法线方向平移一段距离，该距离等于激光跟踪三维测量系统靶球的半径，由此拟合出一个新的圆轨迹，即为激光跟踪三维测量系统靶球球心的轨迹。为了将激光跟踪三维测量系统靶球球心的轨迹转化为机器人各个关节运动的角度值，首先采用由Denavit和Hartenberg提出的DH模型建立机器人正运动学模型，相邻关节坐标系之间的位姿转换关系如下：

型面精度计算是模具在位加工及测量过程中的关键技术。型面精度计算的核心是在理论抛物面上搜寻与实测点最近的理论点，设抛物面方程为x2+z2=4fy,f为焦距，焦轴向量为（Ji,Jj,Jk），顶点坐标为（Dx,Dy,Dz）。搜寻过程如图2所示，具体如下：(1）计算实测点P(x,y,z）到焦轴的投影点P1(x1,y1,z1)

【参考文献】：
期刊论文
[1]数控加工过程的在位测量技术探讨[J]. 董勇,李琳玲,杜江.  机械. 2017(10)
[2]基于激光跟踪仪的大型天线面形测量的辅助系统[J]. 胡静,顾永刚,翟超,李甦.  机械与电子. 2013(09)
[3]激光跟踪仪检验非球面面形的方法[J]. 王孝坤.  光子学报. 2012(04)
[4]旋转抛物曲面测量中的测球半径补偿[J]. 陈赐常,李晓星,王卫军,方程.  航天制造技术. 2010(05)
[5]复合材料副反射器模具的设计和制造[J]. 何晓蓉,高建军.  航天制造技术. 2002(04)



本文编号：3353004