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          1. 技術文章

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            三維汽車掃描機器人

            供稿:北京意美德科技發展有限公司 2012/7/30 17:11:19

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            • 關鍵詞: 三維汽車掃描機器人 掃描機器人 三維直線機器人
            • 摘要:為近場聲全息或聲陣列技術中傳聲器測量點提供三維可編程自動掃描功能,提高近場聲全息中的工作效率。為發動機臺架試驗、消聲室內整車等靜止輻射聲源提供聲源識別與故障診斷的測量工具。 三維汽車掃描機器人可讀取多種軟件格式文件包括:bdf文件、dat文件、fem文件、inp文件、Excel文件及數控行業通用的G代碼文件。可進行三維內多點位置掃描,弧、線、圓等軌跡的勻速掃描。可導入背景圖片,并可自由調整大小,并將當前視圖存為圖片。可切換顯示不同視圖(XY、YZ、XZ)內的點,圖形。可進行自動、單步測試,進行暫停、停止、從選擇點開始,可實現繞過障礙物掃描功能。

             

            三維汽車掃描機器人

            0 引言

            為近場聲全息或聲陣列技術中傳聲器測量點提供三維可編程自動掃描功能,提高近場聲全息中的工作效率。為發動機臺架試驗、消聲室內整車等靜止輻射聲源提供聲源識別與故障診斷的測量工具。

            1 系統結構

            1.1需求功能

            (1)    可讀取多種軟件格式文件包括:bdf文件、dat文件、fem文件、inp文件、Excel文件及數控行業通用的G代碼文件。

            (2) 可進行三維內多點位置掃描,弧、線、圓等軌跡的勻速掃描。

            (3) 導入背景圖片,并可自由調整大小,并將當前視圖存為圖片。

            (4) 可切換顯示不同視圖(XYYZXZ)內的點,圖形。

            (5) 可進行自動、單步測試,進行暫停、停止、從選擇點開始等功能。

            (6) 繞過障礙物掃描功能。

            1.2 系統設計

            硬件配置

            控制系統采用Trio 309控制器,使用網絡連接通信控制運動。伺服驅動器采用采用MOTEC伺服電機X軸使用兩套伺服電機,主伺服同步驅動從伺服運動。機械部分采用MOTEC三坐標大行程平臺,軟件部分由本公司獨立開發。

            1.3設備三維圖

             

            2       軟件功能

            (1)        可讀取多種軟件格式文件包括:bdf文件、dat文件、fem文件、inp文件、Excel文件及數控行業通用的G代碼文件,本軟件文件格式為rot

            (2)        圖形繪制編輯功能,可繪制點、線、3點弧、起終點半徑弧、3點圓、圓心半徑圓等;通過圖形屬性修改相關特性,也可選中圖形進行拉伸、移動等操作;支持復制、粘貼、刪除、剪切、查找等操作。

            (3)        選擇捕捉功能,可單選、多選、框選、全選等圖形記錄,能對點、線或弧兩端點及中點等進行自動捕捉。

            (4)        方便的圖形查看功能,利用鼠標滾輪自由縮放、框選放大、適應窗口、適應圖形、路徑顯示、導航查看,并且視圖左面及上面有刻度顯示及鼠標移動的坐標顯示。

            (5)        層操作功能,根據用戶需要可將繪制圖形設置在不同的層上,進行層顯示、層偏移等操作;不同的層可設置不同顏色區分。

            (6)        運動控制功能,可進行PTP(點到點)運動,手動寸動、手動連動,掃描運動等。

            (7)        文本編輯功能,能將圖形自動轉化為G代碼文本,手動修改。

            (8)        導入背景圖片并進行自由移動,可自由調整圖片大小。

            (9)        視圖切換功能,可以自由切換視圖顯示XYXZYZ三種。

            (10)    勻速掃描實時顯示合成速度,各軸位置曲線的變化。

            (11)    導出采集點的坐標及狀態、時間等信息。

            (12)    保存當前視圖顯示圖形為bmp圖片。

            (13)    輸入參數自動生成三維矩陣。

            3系統介紹

             

            運動中界面:

             

            3.1 界面介紹

            3.1.1 圖形編輯區:

            可繪制點、線、3點弧、起終點半徑弧、3點圓、圓心半徑圓等;通過圖形屬性修改相關特性,也可選中圖形進行拉伸、移動等操作;支持復制、粘貼、刪除、剪切、查找等操作。

            3.1.2 顯示控制區:

            實時顯示各軸位置、速度、已掃記錄、總記錄等信息。

            手動控制

            實時顯示XYZ軸位置,實時速度,當前運動的記錄序號,總記錄號。

             

             

            手動控制各軸運動方式分為兩種:連動,按鈕對應軸運動,抬起運動停止;寸動,按鈕按下后對應軸移動設置步長距離。

            3.1.3基本控制

            視圖切換選擇:XYXZYZ三種。

            單步:進行離散掃描時點擊此復選框出現“√單步”,運動一個點后自動停留,再按“F7”鍵運動到下一點。

            下一個:離散掃描運動中執行暫停后點此按鈕(或按F7)繼續運動,單步停止后點此按鈕執行下一個。

            上一個:離散掃描運動中執行單步停止后點此按鈕(或按F6)執行上一個。

            離散:當數據為多個點時,可執行此功能。與單步配合使用,不選用單步時,自動移到各地位置并停留一段時間后移到下一點。點擊此功能后出現如下對話框,進行從頭開始或某一記錄開始。點取消退出此操作。

             

            勻掃:數據為一個直線或弧或圓時,選擇此功能。可勻速行走并20ms采集一次坐標數據。

            停止:無論什么運動,點擊停止按鈕或按F9鍵即可減速停止。(運動時“離散”按鈕變為“停止”按鈕)

            暫停:離散掃描運動中按Esc鍵可暫停各軸移動(快捷鍵,無對應按鈕)

            PTP:點到點運動控制,單擊后出現以下對話框,可進行相對運動,也可進行絕對運動。

             

            相對運動:輸入偏移值,點確定后,各軸移動到當前位置+偏移距離點。如:當前位置為(X100,Y100,Z100),輸入X偏移20 Y偏移-30,則移動到位置點(120,70,100)

            絕對運動:直接輸入三軸坐標值,按確定后移動到設定位置點。如:當前位置為(X100,Y100,Z100),輸入坐標點(120,70,100),則移動到位置點(120,70,100)

            復位:執行機器人找原點功能,一般剛進入軟件或故障發生后執行此功能。

            編輯:點擊此按鈕后顯示一可編輯文本對話框,各點、線、弧、圓均可進行G代碼編輯。

            3.1.4 速度顯示區:

            進行勻速掃描時,在此位置顯示速度與時間、位置與時間曲線圖。橫坐標單位為秒,縱坐標為速度、X軸位置、Y軸位置、Z軸位置曲線。紅色為合成速度,綠色為X軸位置,藍色為Y軸位置,黃色為Z軸位置。

            圖片縮放比例(百分比0~1000):導入背景圖片后,拖動滾動條背景圖片進行縮放。

             

            3.2 菜單介紹

            文件:新建,打開,保存,另存為,退出。

            編輯:剪切,復制,粘貼,刪除,撤消,重做,全選,查找,篩選。

            繪圖:導航,選擇,點,線,3點圓弧,起終點半徑圓弧,3點圓,圓心半徑圓。

            工具:系統參數,背景移動,PTP運動,文本編輯,復位,離散,勻速,繞路設置,數據列表,保存位圖,整體偏移,多探頭設置,矩陣功能。

            查看:適應窗口,適應圖形,區域放大,比例系數。

            3.3 右鍵菜單

            (1)選中一個點后再右擊彈出菜單:

            接受:選擇后點變為綠色,代表已經測試過。

            拒絕:選擇后點變為紅色,代表未確認測試結果。

            移到點:選擇后機器人移到選擇點位置。

            (2)選中一個線、弧、圓后再右擊彈出菜單:

             

            移到點:選擇后機器人移到選擇圖形的起點位置。

            (3)選中多余一個圖形或不選擇圖形后彈出菜單:剪切、復制、粘貼、繞路。功能同前面介紹的內容。

            4 結束語

            此系統已成功應用,并且各項指標達到或超過客戶要求,XYZ軸重復定位精度±0.01mm,定位精度為±0.03mm,機器運行平穩。軟件開發的功能超過客戶需要,實現了快速方便操作,運動路徑合乎要求,位置采集準確,采集頻率高。此系統豐富的圖形,文本編輯功能可應用于數控機床中。

            更多內容請訪問 北京意美德科技發展有限公司(http://c.gongkong.com/?cid=16232)

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