大型风电叶片机器人智能磨抛技术与系统PPT课件

1、1“智能机器人”国家重点研发计划项目中期检查会大型风电叶片机器人智能磨抛技术与系统项目负责人：承 担 单 位：2难点：风电叶片抛磨质量要求高，需要有效的技术手段实现大型叶片在多移动机器人抛磨系统下的定位，以便进行高精度抛磨加工；风电叶片空间庞大、精度要求高、测量环境恶劣，需要有效测量手段重建构件以便进行质量评价；大型叶片在多移动机器人抛磨系统下的定位超大高光反射表面的高精度三维测量挑战：如何解决面向超大型风电叶片的多移动机器人协作型三维测量难题，实现超大叶片定位与叶型特征分析。研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位3研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q三维激光扫描测头研

2、制：分析线激光三角法测量参数对系统的性能影响，根据测量对象和技术指标，设计和确定系统参数，进行了相机、激光器选型，设计并研制了激光三维扫描系统3q 激光中心提取：提出激光光条中心自适应提取算法，解决了光条在曲面反射率变换导致光条亮度和宽度差异对光条中心检测准确性降低的问题中心提取误差小于中心提取误差小于0.05pixelnoise level 7本本算法抗噪声能力强，精度较高，对于平顶激光模型具有很算法抗噪声能力强，精度较高，对于平顶激光模型具有很高的使用价高的使用价4q 高反光曲面健壮测量技术：提出了基于立体视觉和光刀面约束剔除高光反射互反射等导致错误异常点的办法息获取，有效减少了高亮反射曲

3、面产生异常噪点玻璃钢材质、玻璃钢材质、表面光滑的表面光滑的牛牛玻璃钢材质、玻璃钢材质、表面表面粗糙粗糙的的兔子兔子银色银色铝铝金属件金属件光滑金属光滑金属手机壳手机壳上述测试结果：面对高亮反射光条无粗大点，无异常点研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q 激光扫描测头系统的软件系统编写和调试q插入视频LaserVision350更新视频q 激光扫描测头系统的性能参数测试X X 方向方向测量范围测量范围 390mm 390mmY Y 方向方向测量范围测量范围 320mm 320mm单条激光采集点数单条激光采集点数 3295 3295单帧采

4、集时间单帧采集时间7.867.86秒秒研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q 激光扫描测头第三方检定：在在300X200mm300X200mm测量范围内最大示值测量范围内最大示值误差小于等于误差小于等于0.02mm0.02mm，达到中期设备研制指标。，达到中期设备研制指标。8研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q构建了机器人测量的原理样机系统，开发了机器人测量的软件系统9研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q开发了机器人测量系统的测量规划仿真模块10q 通过机器人可达性和可测性的判断，提出了一种基于栅格法的视点

5、规划方法研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位11q 编写和实现了机器人仿真规划与实际机器人测量系统的映射模块研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位12q 多视点数据融合：提出了基于规划视点作为粗配准起点与点云重合区域精配准相结合的方法研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q 开发了机器人测量的软件系统，实现了某叶片对象的完整三维测量和质量分析评价研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位14研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q构建了移动机器人测量样机系统15研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q开发了移动机器人测量系统的自主导航、

6、定位模块基于激光的全局定位基于视觉的局部定位16研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q开发了移动机器人测量系统的视点规划、三维测量、数据融合和叶片分析的功能17研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q移动机器人测量系统精度验证：精度优于0.05mm 标定长度/mm测量长度/mm误差/mm1192.044192.0340.0102192.044192.073-0.0293230.830230.862-0.0344230.830230.901-0.041基准标尺q 某大型风电叶片移动机器人测量试验研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位q插入视频视觉引导移动测量_曲面

7、01q 大型风电叶片整体扫描结果与标准三维模型的最大正偏差为26.961mm，最大负偏差为-23.047mm研究进展三：超大型复杂曲面风电叶片面型测量与定位20成果统计（课题三提供）q项目共发表第一标注的论文5篇1.庄磊磊，张旭，马仲航，线激光条纹特征的健壮性快速提取，计量与测试技术，庄磊磊，张旭，马仲航，线激光条纹特征的健壮性快速提取，计量与测试技术，45卷卷12期，期，2018。(本项目第一标注本项目第一标注)2.Li H, Zhang X, Zhuang L, Yang Y. Specular Surface Measurement with Laser Plane Constraint

8、 to Reduce Erroneous Points. Intelligent Robotics and Applications. ICIRA 2019. Lecture Notes in Computer Science, vol 11744. Springer, Cham（本项目第一标注）（本项目第一标注）3.Ma Z., Zhang X., Zhang L., Zhu L ,Vewpoint Planning of Robot Measurement System Based on V-REP Platform， Intelligent Robotics and Applicatio

9、ns. ICIRA 2019. Lecture Notes in Computer Science, vol 11744. Springer, Cham. （本项目第一标注）（本项目第一标注）4.Wang, Zhenyou; Zhang, Xu*; Shen, Yijun; Zhu, Limin; Besse, Sebastien，A novel 3D radius compensation method of probe stylus tip in the free-form surface profile curve scanning measurement，Measurement Sci

10、ence and Technology，Volume 31, Number 8，085001，2020. （第（第一标注）一标注）5.Kangyu Yang , Xu Zhang , Jinbo Li, and Limin Zhu，An Efficient Calibration Method for 3D Nonlinear and Nonorthogonal Scanning Probe in Cylindrical CMM，Intelligent Robotics and Applications. ICIRA 2020. Lecture Notes in Computer Scienc

11、e, vol 11744. Springer, Cham. （第一标（第一标注）注）21成果统计（课题三提供）q项目共申报专利5项1. 张旭，李华阳，基于立体视觉和光刀面约束剔除高光反射异常错误点的方法张旭，李华阳，基于立体视觉和光刀面约束剔除高光反射异常错误点的方法, 专专利公开号为利公开号为CN109443244A。2. 朱利民朱利民 沈毅君沈毅君 张旭，三坐标测量机上的点激光测头光束方向标定方法，申请号：张旭，三坐标测量机上的点激光测头光束方向标定方法，申请号：201910385869.53. 张龙，刘公雨，朱利民，张鑫泉，郭鹏：基于雾化张龙，刘公雨，朱利民，张鑫泉，郭鹏：基于雾化 Ce

12、O2 辅助轴向进给的磨削辅助轴向进给的磨削加工方法、系统、介质及设备，发明专利，申请号：加工方法、系统、介质及设备，发明专利，申请号：201910974418.54. 郭鹏，朱江，张杨，朱利民，张龙，型面自适应对准超声测厚装置及自适应对郭鹏，朱江，张杨，朱利民，张龙，型面自适应对准超声测厚装置及自适应对准超声测厚方法，发明专利，申请号：准超声测厚方法，发明专利，申请号：CN202011060036.05. 张杨，朱江，郭鹏，朱利民，秦玉，基于超声测量的表面轮廓自动跟踪方法，张杨，朱江，郭鹏，朱利民，秦玉，基于超声测量的表面轮廓自动跟踪方法，发明专利，申请号：发明专利，申请号：CN2020112

13、48725.4成果统计（课题三提供）22q本年度项目申请软件著作权1项1. 激光扫描系统软件V1.0，软件著作权登记号2017SR344022经费收支情况23资金到位情况 单位：万元课题序号已到位专项经费已到位自筹经费小计课题一177.69(286)无177.69(286)课题二170.88(271)无170.88(271)课题三268(268)58.8(100)326.8(368)课题四143.72(230)200(200)343.72(430)课题五200.9(311)500(1500)700.9(1811)合计860(1366)730(1800)1590(3166)q 本项目已收到中央财政专项经费 860 万元，自筹经费共 730 万元，合计 1590 万元q （张旭更新了课题三数字）（张旭更新了课题三数字）经费收支情况（各课题提供）24资金支出情况 单位：万元课题序号专项经费自筹经费小计课题一课题二课题三128.4658.8187.26课题四课题五合计q 项目专项经费支出共 XX 万元，自筹经费支出为 xx 万元，合计 xx万元q （张旭更新了课题三数字）（张旭更新了课题三数字）汇报提纲一、项目概况二、年度进展情况三、下阶段工作计划25下阶