基于激光测距传感器的机器人自动制孔设备的曲面法向找正方法研究
基于激光测距传感器的机器人自动制孔设备的曲面法向找正方法研究
作者:任瑞敏;秦现生;李树军;万世明;孙海龙
随着航空制造业的发展,机器人自动制孔设备在国外的到广泛的研究和应用,如CE公司、EI公司、Broetje公司都已经开发出相关设备。孔的垂直度是影响孔加工质量的重要因素之一,若孔的垂直度较差,则孔径会发生改变,应吸纳过飞机装配中铆接质量,导致机构连接的不稳定,因此,保证刀具的垂直度是机器人自动制孔设备中一项关键的任务。对于曲面法向的测量及设备姿态调整,国内外已做了大量的基础研究。二次曲面拟合法对于一般的曲面无法使用;循环迭代调平法对于系统调整要求时间较长,不适合制孔设备的快速制孔;另外一些算法对于激光测距传感器的安装有很高的要求,包括均匀分布、对称安装等。二十几工程应用中,很难保证传感器对称。本文从工程实际出发,建立了一种向量叉积法,可输出功率和切割速度的关系。切割梯形锥度越大,切割面越深(切割断面呈直角三角形,斜边大于直角边,锥度越大,斜边越长),激光输出功率相应要高。随着切割面加深,金属去除量加大,切割速度应该低些。
切割梯形缝锥度为6°、8°和12°时,激光输出功率和辅助气体压力的关系。随着切割梯形锥度的增大,金属去除量也增加,激光输出功率相应要提高。因切割梯形锥度的增大,管体内扩散空间也加大,熔渣便于去除,在激光输出功率变化的一段范围内,工作气体压力值浮动不大。
(1)切割头摆动和变焦同时进行,增加直线位移轴的辅助运动;
(2)应用无机械磨损摆动和快速可控光学变焦的摆动式可调焦激光切割头;
(3)激光输出功率、切割速度、辅助气体(氮气)压力、工作行程和回程等参数对加工质量有重要影响,合理配置上述参数,可以提高沣西高速切割的均匀一致,使表面光滑无破损、无粘渣。
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