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简述曲面自动抛光打磨机器人的平滑化路径方法

简述曲面自动抛光打磨机器人的平滑化路径方法

平滑化路径是自动抛光打磨机器人实现抛光自动化的要素之一。平滑化路径最主要目的是计算设计曲面上所对应的刀具位置点,且依曲面的设计选择最有效率或是最佳品质的路径模式进行加工。以刀具位置点构建刀具路径是先求出设计曲面上刀具路径所设定的刀具接触点,再计算出所对应的刀具位置点。此方法可被细分为参数法、驱动面发和导引面法。

1)参数法

此方法是利用设计曲面所对应的参数面进行刀具路径的描述,依路径所对应的U、V参数求出刀具路径的刀具位置点。参数法是属于最直接的路径设计方式,是较容易也较方便的方法,但由于路径是在参数面上进行规划,其对应于设计曲面上的刀具位置点会因曲率的变化而形成疏密的现象,因此加工点会有不均匀的现象,无法控制加工品质。

2)驱动面法

驱动面法所产生的路径是经由一连串平行的平面与设计曲面相交而成,。此方法可以使自动抛光打磨机器人上的刀具间距可经由调整平面之间的间距而改变。

3)导引面法

将路径规划于设计曲面之外的2D平面,之后再将自动抛光打磨机器人路径映射于设计曲面上。此方法适合针对不规则的边界外形做路径规划。基于刀具接触点的刀具路径是针对刀具接触点作规划,但加工时刀具路径是以刀具位置点来考虑。当设计曲面上规划出规则的加工路径,但其所对应的刀具位置点则不会规则的呈现,会依设计曲面上刀具接触点的法向量而产生。

所产生的现象是在刀具接触点上的路径规划为一连续的直线,而对应的刀具位置点则是一不规则的线段。基于刀具接触点路径建构流程,首先解译IGES档案的NURBS曲面图元,利用参数空间建立出一群离散的点代表设计曲面,也将这群点视为刀具接触点,规划出路径,再利用法向量补正连续的刀具位置点。