[发明专利]三维弯管首尾几何精确位置的自由成形动态优化方法

摘要

本发明公开了一种三维弯管首尾几何精确位置的自由成形动态优化方法，首先根据理论解析参数实施一段自由弯曲成形；通过激光扫描设备动态扫描得到弯曲段节点的坐标，并将几何数据反馈至控制软件；通过三维建模测得实际弯曲角度与理论值的误差；引入修正系数k，修正弯曲半径与球头偏心距的关系，消除弯曲角度的误差值，使实际自由弯曲后，弯曲末端节点相对于第一节点的实际位置与理论位置误差尽量减小或消除；如果尚未实现完全消除，将继续调整后续节点位置，从而使得空间弯管末端处于规定位置，从而实现空间弯管首尾几何位置精确控制。

主权项

1.一种航空航天器三维弯管首尾几何精确位置的自由成形动态优化方法，其特征在于，包括以下步骤：首先实施一段自由弯曲成形，通过激光扫描设备动态扫描得到弯曲段节点的坐标，通过三维建模测得实际弯曲角度与理论值的误差；根据该误差值修正弯曲半径和球头偏心距之间的数量关系得到下一个弯曲段的弯曲角度，通过激光扫描设备动态扫描得到弯曲段节点的坐标，通过三维建模测得实际弯曲角度与理论值的误差，如果实际位置与理论位置误差没有得到消除，继续根据该误差值修正弯曲半径和球头偏心距之间的数量关系得到下一个弯曲段的弯曲角度，直至最后得到的空间弯管末端处于规定位置，从而实现空间弯管首尾几何位置精确控制；具体包括以下步骤：第一步，首先根据理论解析参数实施第一段自由弯曲成形；第二步，成形过程中，机械手携带的激光扫描设备动态扫描第一段的起始点和终点，并将几何数据反馈至控制中心；第三步，控制中心通过三维建模将实际弯曲结果与理论数模进行比对，计算出实际弯曲角度与理论弯曲角度的误差值；第四步，通过引入修正系数k，修正弯曲半径与球头偏心距的关系，调整第二段的弯曲参数，目标是消除第三步所述的弯曲角度的误差值，使第二段实际自由弯曲后，第三节点相对于第一节点的实际位置与理论位置误差尽量减小或消除；第四步中，弯曲半径与球头偏心距的关系及修正系数k的引入如下所示，其中A为弯曲模中心至导向机构前端之间距离、v为管材沿Z轴送进速度、Ln为第n段的直段长度、为弯曲方向与x轴正方向之间的夹角、Rn为第n段的圆弧段的弯曲半径、θn为弯曲角度：直线段：u_x＝0 u_y＝0 u_z＝vt第一过渡段：uz＝vt弯曲段:uz＝vt第二过渡段：ug＝vt第五步，如果尚未实现完全消除，将继续调整第四节点、第五节点，通过多段动态调整，最终使第一节点与最后节点的位置关系实际值与理论值之间的误差最小或消除，从而实现空间弯管首尾几何位置精确控制。