[發明專利]復雜曲面接觸式跟蹤掃描測量的速度優化方法

有效

• 申請號: 201210200170.5
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102721390A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 王永青;陶冶;賈振元;馬玉勇;盛賢君;劉海波
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20;G06F19/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

技術領域

本發明屬于復雜曲面類零件測量技術領域，特別涉及一種復雜曲面接觸式跟蹤掃描測量的速度優化方法。

背景技術

隨著我國航空航天、船舶、國防、軍工領域的飛速發展，復雜曲面類零件的需求量日益加大，對零件加工效率也提出了更高的要求。此類零件表面形貌呈現復雜、不規則特征，難以運用傳統數控加工手段進行加工。為保證零件幾何精度以及其他特殊性能要求，大多數情況下需要對此類零件按照曲面測量-面形再設計-再加工的方式進行生產。曲面測量環節作為此類零件制造的重要環節，對復雜曲面的生產效率具有至關重要影響。

接觸式跟蹤掃描測量技術因其測量精度和測量效率得到了很好的兼顧，廣泛地應用于曲面的測量過程中，尤其對于飛機葉片、螺旋槳葉輪等自由曲面零件的測量，接觸式跟蹤掃描測量技術體現出很大的優勢。然而，復雜曲面大多由多塊曲面拼接而成，存在焊縫區域或尖點區域，表面曲率存在突變。對于這類存在表面曲率突變的零件，如果應用傳統接觸式跟蹤掃描測量方法進行測量，當測頭球指掃描經過尖點區域時，壓偏量會急劇變化，甚至造成測頭過壓或者脫模。這是因為跟蹤掃描測量過程一般在三坐標測量機或數控加工中心進行，驅動測頭運動的各伺服軸加速度存在上限、驅動器響應速度有限、且機械結構本身存在較大慣性，最終導致掃描測頭“跟不上”尖點區域曲率的變化速度，導致測頭壓偏量超限，甚至過壓或脫模。傳統跟蹤掃描測量算法掃描速度是恒定的，為了能夠對此類存在曲率突變的零件進行測量，只能降低掃描速度，導致測量效率成倍降低，嚴重影響了復雜曲面零件的生產效率。為了解決這一問題，可以通過提高跟蹤掃描測量驅動裝置的響應速度?；蛲ㄟ^提高伺服電機功率，降低機械本體慣性，提高控制系統響應速度來實現。但是，測量硬件的制造或改造成本較大，難以實際推廣應用。

發明內容

本發明需要解決的技術難題是克服上述接觸式測量方法的不足，提供一種復雜曲面接觸式跟蹤掃描測量的速度優化方法，該優化方法將被測曲面的空間幾何信息與對應壓偏量進行采集與提取，并結合CMAC學習控制器對跟蹤掃描速度進行提前預測與調整，在尖點區域自動減速，在光滑區域自動升速，從而有效地提高復雜曲面零件的測量效率，實用性強。

本發明采用的技術方案為：一種復雜曲面接觸式跟蹤掃描測量的速度優化方法，其特征是將傳統跟蹤掃描測量控制算法與CMAC學習控制器相結合，對跟蹤掃描速度進行提前預測與調整的速度優化方法，該方法的具體步驟如下：

1)對被測復雜曲面零件進行跟蹤掃描測量路徑規劃，測量路徑如附圖1所示。第一條測量路徑的跟蹤掃描動作依照傳統跟蹤掃描測量控制算法進行，具體算法為：

|V→N(t)|=GNP|ϵ→d(t)|+GNDd|ϵ→d(t)|dt,---(1)]]>