基于Matlab与MotoSim EG的涡轮叶片数据处理及检测分析.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2015)Ol一0103—04基于Matlab与MotoSimEG的涡轮叶片数据处理及检测分析梁齐龙。周军(河海大学机电工程学院，江苏常州213022)摘要：建立了MHO0005一EO0机器人的D—H坐标系及运动学模型，在Matlab环境下编写了机器人逆运动学方程求解代码，并对提取的涡轮叶片特征点进行了特定算法的数据处理，实现了机器人末端装载的激光位移传感器始终与叶片型面垂直且数据的坐标姿态在激光位移传感器指定的测量范围内。编写了机器人能够识别的JOB文件代码，在Mo

2、toSimEG环境下搭建了涡轮叶片检测平台，通过导入JOB文件，实现了涡轮叶片的检测，并分析了检测结果。关键词：MHO0005一EO0机器人；涡轮叶片检测；Matlab数据处理；MotoSimEG仿真中图分类号：TP242．2文献标识码：ADOI：10．16316／j．issn．1672—0121．2015．01．0340前言涡轮叶片具有复杂的空间型面，叶片型面的精度直接影响到其能量转换的效率，因此涡轮叶片的检测是叶片加工的重要部分。常用的接触检测法效率太低，双目视觉检测法l1l精度较差，因此选用

3、工业机器人带动激光位移传感器翻对叶片进行检测，可实现对叶片的高精、高效检测。MotoSimEG是Motoman机器人的离线编程软件，通过导入由Matlab处理过的叶片型面检测数据文件，可实现单步、连续再现，图1MH00005一E00型机器人D—H参考坐标系移动的距离。干涉检测，轨迹追踪等功能，不仅可以真实模拟机器哦沿轴正方向平移，使连杆(一1)的坐标系人的现实作业，而且可将修正的JOB文件传至机器原点与连杆i坐标系原点重合时移动的距离。人控制柜，控制机器人按照检测路径进行真实作业。OZ：绕札轴旋转

4、，使。轴与z轴共面时旋转的角度。1MHoooo5一E00机器人参数和运动学模型由MH00005一E00机器人的D—H坐标系及相邻1．1D—H坐标系的构建连杆问的相对关系建立连杆参数表，如表1。D—H模型可用于任何机器人的构型建模，与机器人的结构顺序和复杂程度无关1。用D—H法对机表1MH00005一E00机器人连杆与关节参数器人建模需要为每个关节建立一个参考坐标系，连杆变量(Oi)i—l．．I变量范围MH00005一E00型机器人的参考坐标系如图1所示。10．(一90)O0O—l70-l7O机器人

5、相邻两连杆之间的相对关系可由关节角20(一90)O88-90-65-15O0、横距d、连杆长度n和扭转角表示。其中：303(0)O31OO—l36～255Oi：绕轴旋转，使轴与她轴平行时所旋转404(0)30540—9O一190~190的角度，规定逆时针方向为正。5(0)O090—125~125：沿。轴正方向平移，使轴与乾轴共线时6(0)86．50-90-360—3601．2机器人运动学模型的建立收稿日期：2014—05—20作者简介：梁齐龙(1988一)，男，硕士在读，主攻机械智能控制技术及根据

6、D—H矩阵理论，相邻两连杆间的坐标系变换通式为『3J：工业机器人—C0，一2搭建仿真平台．1sO,ca一cO,co~一-diso1一1MotoSireEG拥有大部分Motoman机器人现有=s卜c一1d卜l机型的数据结构，用户可通过导入外部hsf文件或用O01其自身的CAD功能创建工件模块与机器人一起构可得机器人末端工具坐标相对于基坐标的转换建仿真平台。MotoSimEG的操作流程如图2所示。公式为：部分操作步骤如下：Tj、TIlTT；T0TT(1)在维软件中建叶片检测是已知激光位移传感器末端的姿

7、态反配置及定位机器人各部件的实体模型并保存求出机器人各关节的关节变量，即机器人的运动学为MotoSimEG能够识别的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．’I．．．．．．．．．．．．．．．．．．一反解。设丁具坐标系的末端位姿为：建立／导人工程模块hsf文件。在MotoSimEG环，p．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I．．．．．．．．．．．．．一境下导入涡轮叶片及激光l布置工程模块lqpy位移传感器的hsf文件，根=Jp据叶片的型面尺寸及所选机器人轨迹点示教0lIMH00005一E00型

8、机器人的利用高斯消去法可求得各关节的关节角，在仿真、碰撞检测等测量范围，确定机器人及叶Matlab环境下编写求解函数，部分代码如下：片的坐标系位姿。图2MotoSimEG操作流程图function[thetal，theta2，theta3，theta4，theta5，theta6](2)设置碰撞检测，当=ROBOT(Px，Py，Pz)机器人与叶片或者激光位移传感器与叶片在仿真过theta4=O；theta5=O；theta6=O；程中发生碰撞接触时，检测停止且发生碰撞的双方均al=