牙齿热压模型切割教学实验平台开发

发布时间：2021-11-23 08:56

　　为让学生更好地感受现代切削技术的发展趋势,体会切削技术在工程实际中的应用,开发了牙齿热压模型切割教学实验平台。该实验平台结合了机械电子技术、机器人技术、计算机辅助制造技术等理论知识,由轨迹规划软件和激光切割设备两部分组成,其中轨迹规划软件使用D-H参数法建立运动模型并规划切割轨迹,激光切割设备具有五自由度,可以实现复杂的切割运动,两部分协调配合,可以直观地向学生展示牙齿热压模型的切割过程。该实验平台能够帮助学生更好地理解"先进制造技术""切削原理与刀具""机电信息检测与处理技术"等相关课程,了解切削技术与其他技术交叉融合给工业生产所带来的巨大便利,提高对专业知识的学习兴趣,达到了良好的教学实验效果。 

【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(04)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

9 部分G代码展示

本教学实验平台分为轨迹规划软件和激光切割设备两部分。轨迹规划软件在计算机端的控制平台运行，主要功能为切割路径的规划以及执行代码的生成；激光切割设备是执行平台，主要功能为按照规划好的路径以及生成的执行代码进行切割操作。整体结构如图1所示。本实验平台的整体工作流程如图2所示。首先，轨迹规划平台初始化，同时激光切割平台各运动轴归零；其次，双目相机启动，通过控制载物平台的旋转采集完整的牙齿热压模型的图像信息，对所得到的图像信息进行细化、匹配等一系列的处理后获得牙龈线的三维坐标信息；然后，将所得到的牙龈线坐标信息导入到轨迹规划软件中，轨迹规划软件通过逆运动学求解得到各运动轴的移动信息，并将这些信息以G代码的形式输出；最后，将输出的G代码导入到激光切割设备，进而驱动激光切割设备进行切割动作。

本实验平台的整体工作流程如图2所示。首先，轨迹规划平台初始化，同时激光切割平台各运动轴归零；其次，双目相机启动，通过控制载物平台的旋转采集完整的牙齿热压模型的图像信息，对所得到的图像信息进行细化、匹配等一系列的处理后获得牙龈线的三维坐标信息；然后，将所得到的牙龈线坐标信息导入到轨迹规划软件中，轨迹规划软件通过逆运动学求解得到各运动轴的移动信息，并将这些信息以G代码的形式输出；最后，将输出的G代码导入到激光切割设备，进而驱动激光切割设备进行切割动作。2 轨迹规划软件的搭建

【参考文献】：
期刊论文
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[3]融合研究性教学的汽车虚拟仿真教学平台[J]. 于蕾艳,石永军.  实验技术与管理. 2019(05)
[4]基于Matlab GUI的图像和视频处理仿真系统设计[J]. 齐玉娟,王延江.  实验技术与管理. 2019(03)
[5]基于Matlab/GUI的电动机特性虚拟实验平台开发[J]. 高钦和,董家臣,邵亚军,牛海龙,陈志翔.  实验室研究与探索. 2018(04)
[6]无托槽隐形矫治技术与传统固定矫治技术对正畸患者牙周健康的影响[J]. 孙谋远,黄清波,王孔槐,楼俊佑,蔡莹,周昱.  口腔医学. 2018(02)
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[8]可重构液压自伺服机器人关节D-H参数库建立与运动学分析[J]. 吴若麟,蒋林,张宏伟,刘晓磊,肖俊.  机床与液压. 2015(21)

博士论文
[1]多运动模式轮腿移动机器人的运动学分析与研究[D]. 宋孟军.河北工业大学 2012

硕士论文
[1]工业机器人轨迹规划算法的研究与实现[D]. 高岩.中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所） 2014
[2]PUMA560机械臂视觉伺服系统设计[D]. 杨楠.哈尔滨工业大学 2013
[3]工业机器人运动学标定与误差补偿研究[D]. 奚陶.华中科技大学 2012



本文编号：3513548