大型复杂零部件激光熔覆机械臂路径规划研究

发布时间：2023-04-16 18:09

　　再制造作为绿色制造的典型形式,是资源再生的高级形式,也是发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会的重要措施。我国在不断的探索中提出“表面恢复和性能提升法”的再制造模式,弥补了国外“换件法和尺寸修理法”再制造产业模式的不足。激光熔覆机器人作为再制造的一种重要手段,能够实现零件的快速再制造,但是在大型复杂零部件的应用上还存在一些亟待解决的问题。本文以大型复杂零部件激光熔覆机械臂路径规划问题为研究对象,以实现大型复杂零部件激光熔覆路径的自动规划为研究目的,对路径规划中的关键技术进行了研究,主要内容如下:(1)对运动学分析使用的数学工具进行了介绍,采用D-H连杆坐标系构建了机械臂运动学模型,推导了机械臂正逆运动学方程,给出了运动学逆解的择优方法,分析了机械臂的工作空间。为充分利用机械臂的最大速度,推导了五次多项式过渡的轨迹规划函数。利用Matlab/SimMechanics构建仿真平台对理论推导的正确性进行验证。(2)以提高碰撞检测效率为目的,提出了基于骨架的包围盒层次树建立方法,并研究了碰撞检测算法。采用基于网格收缩的方法提取模型骨架,并对骨架进行优化,构建了模型的线性骨架树。为使包围盒...

【文章页数】：127 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
    1.4 存在的问题
    1.5 主要工作
    1.6 论文结构
2 激光熔覆机械臂运动学研究
    2.1 机械臂位姿描述
    2.2 坐标变换
    2.3 机械臂运动学分析
    2.4 机械臂轨迹规划
    2.5 机械臂运动学仿真
    2.6 机械臂轨迹规划仿真
    2.7 本章小结
3 基于骨架树的包围盒层次树建立和碰撞检测算法
    3.1 算法主要思想及流程
    3.2 模型骨架树的构建
    3.3 包围盒的构建和相交测试
    3.4 包围盒层次树的构建
    3.5 碰撞检测算法设计
    3.6 实验仿真及结果分析
    3.7 本章小结
4 激光熔覆机械臂最优路径规划算法研究
    4.1 引言
    4.2 建立数学模型
    4.3 算法思想及流程
    4.4 两加工位置之间无碰撞路径生成
    4.5 加工次序和机械臂构型确定
    4.6 实验仿真结果与分析
    4.7 本章小结
5 激光熔覆喷头姿态调整方法研究
    5.1 引言
    5.2 激光熔覆工艺特点分析
    5.3 无干涉可行域构造
    5.4 喷头姿态调整方法
    5.5 实验案例研究
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3791598