[发明专利]复杂曲面接触式跟踪扫描测量的速度优化方法

说明书

技术领域

本发明属于复杂曲面类零件测量技术领域，特别涉及一种复杂曲面接触式跟踪扫描测量的速度优化方法。

背景技术

随着我国航空航天、船舶、国防、军工领域的飞速发展，复杂曲面类零件的需求量日益加大，对零件加工效率也提出了更高的要求。此类零件表面形貌呈现复杂、不规则特征，难以运用传统数控加工手段进行加工。为保证零件几何精度以及其他特殊性能要求，大多数情况下需要对此类零件按照曲面测量-面形再设计-再加工的方式进行生产。曲面测量环节作为此类零件制造的重要环节，对复杂曲面的生产效率具有至关重要影响。

接触式跟踪扫描测量技术因其测量精度和测量效率得到了很好的兼顾，广泛地应用于曲面的测量过程中，尤其对于飞机叶片、螺旋桨叶轮等自由曲面零件的测量，接触式跟踪扫描测量技术体现出很大的优势。然而，复杂曲面大多由多块曲面拼接而成，存在焊缝区域或尖点区域，表面曲率存在突变。对于这类存在表面曲率突变的零件，如果应用传统接触式跟踪扫描测量方法进行测量，当测头球指扫描经过尖点区域时，压偏量会急剧变化，甚至造成测头过压或者脱模。这是因为跟踪扫描测量过程一般在三坐标测量机或数控加工中心进行，驱动测头运动的各伺服轴加速度存在上限、驱动器响应速度有限、且机械结构本身存在较大惯性，最终导致扫描测头“跟不上”尖点区域曲率的变化速度，导致测头压偏量超限，甚至过压或脱模。传统跟踪扫描测量算法扫描速度是恒定的，为了能够对此类存在曲率突变的零件进行测量，只能降低扫描速度，导致测量效率成倍降低，严重影响了复杂曲面零件的生产效率。为了解决这一问题，可以通过提高跟踪扫描测量驱动装置的响应速度。或通过提高伺服电机功率，降低机械本体惯性，提高控制系统响应速度来实现。但是，测量硬件的制造或改造成本较大，难以实际推广应用。

发明内容

本发明需要解决的技术难题是克服上述接触式测量方法的不足，提供一种复杂曲面接触式跟踪扫描测量的速度优化方法，该优化方法将被测曲面的空间几何信息与对应压偏量进行采集与提取，并结合CMAC学习控制器对跟踪扫描速度进行提前预测与调整，在尖点区域自动减速，在光滑区域自动升速，从而有效地提高复杂曲面零件的测量效率，实用性强。

本发明采用的技术方案为：一种复杂曲面接触式跟踪扫描测量的速度优化方法，其特征是将传统跟踪扫描测量控制算法与CMAC学习控制器相结合，对跟踪扫描速度进行提前预测与调整的速度优化方法，该方法的具体步骤如下：

1)对被测复杂曲面零件进行跟踪扫描测量路径规划，测量路径如附图1所示。第一条测量路径的跟踪扫描动作依照传统跟踪扫描测量控制算法进行，具体算法为：

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