негизинде PDC бургулоо биттерин тейлөө наркын жана бургулоо циклин азайтуу максатында лазер каптоо кайра иштетүү технологиясы, бургулоо биттерин кайра жасоо үчүн роботторду колдонуу сунуш кылынат. Тескери инженериянын негизинде, PDC бургулоо биттеринин маалыматтарын чогултуу жүзөгө ашырылат, андан кийин алынган бургулоо битинин булут маалыматтары иштетилет жана катуу PDC бургу битине окшош үч өлчөмдүү моделди куруу үчүн үч өлчөмдүү реконструкцияланат. Даярдыктын бузулган бөлүгү Geomagic программасынын логикалык операциясы менен алынат жана NX1899 программалык камсыздоосунда изометрдик учактын үй-бүлөсү ийри беттик бөлүктөрдүн жолун пландаштырууну ишке ашыруу үчүн бургулоочу бит оңдоо бөлүгү менен кесилишет. Роботтун аягы ширетүү куралы тарабынан оңдолгон PDC бургусунун траекториясы симуляцияланат, ал эми жумушчу чөйрөсүндөгү роботко салыштырмалуу даяр бөлүгүнүн абалы роботтун траекториясын оптималдаштыруу үчүн PQart программалык камсыздоосу тарабынан симуляцияланат. Роботтун аягы ширетүүчү мылтыктын туруму оңдолгон PDC бургусунун беттик иштешин жакшыртуу үчүн жөнгө салынган. Методдун максатка ылайыктуулугу текшерилет, бул лазер каптоосун кайра иштетүү технологиясы боюнча татаал ийри беттерди оңдоого шилтеме берет.

Азыркы учурда мунай кендерин иштетүүнүн негизги аймактарынын көбү начар бургулоо жана татаал иштетүү участогунун структурасы сыяктуу кыйынчылыктарга туш болууда, бул ПДКны бургулоочу биттердин эскиришин күчөтөт[1-2]. Бузулган бургулоочу биттерди оңдоонун же түз жарактан чыгаруунун салттуу ыкмалары иштин натыйжалуулугуна таасирин тийгизет жана чыгымдарды көбөйтөт. Лазердик каптоо кошумчаларын кайра иштетүү технологиясы индустриялаштырылган жана белгилүү бир натыйжаларга жетишти. Бул эскирген жасалгаларды тескери моделдештирүү, үзгүлтүккө учураган тетиктерди алып салуу жана катмарлоо жана жолдорду пландаштыруу технологиясы. Дайындамалардын бузулган бөлүктөрүн топтоону аяктоо үчүн лазер нурлары, электрон нурлары жана плазма нурлары сыяктуу жылуулук булактарын акылдуу түрдө башкарат жана эскирген жасалгалардын көлөмүн жана иштешин калыбына келтирет жана жакшыртат[3]. PDC бургулоочу биттерин лазердик каптаманы кайра иштетүү технологиясын колдонуу менен оңдоо техникалык тейлөө циклдерин кыскартып, чыгымдарды үнөмдөп гана тим болбостон, мунай кендерин иштетүүгө экономикалык пайда алып келип, бургулоочу биттердин иштешин жакшыраак кармап турат. PDC бургулоочу бит оңдоо жагынан, тиешелүү окумуштуулар бургулоо бит эскирүү даражасын талдоо жана баалоо, жана бургулоо бит үчүн агломерация оңдоо чечимдердин топтомун иштеп чыгышкан. Оңдолгон бургулоочу биттердин өндүрүмдүүлүгү жаңы бургулардын 80% ~ 90% га жетет, ал эми баасы анын 30% гана түзөт[4]. PDC лазердик каптоо ремонтуна келсек, бургулоо биттери боюнча изилдөөлөр аз. Тандалган лазер каптоо оңдоо үчүн роботторду колдонуу материалдарды үнөмдөй алат, жана анын аткаруу жакшыраак начар жумушчу чөйрөнүн талаптарына жооп бере алат. Ошондуктан, бул PDC бургулоо биттерин робот лазер каптоо оңдоо изилдөө зарыл. Салттуу кол менен окутуу программалоосуна салыштырмалуу роботтун оффлайн режиминде программалоо процессинин натыйжалуулугун жана тактыгын бир топ жакшыртат [5]. Ли Цзиньхуа жана башкалар. жумуштун натыйжалуулугун жогорулатуу менен бирге коопсуздукту камсыз кылуу үчүн визуалдык симуляция аркылуу роботтун кыймыл жолун оңдогон [6]. Дайындаманы оңдоо үчүн роботту колдонуудан мурун, капталган мылтыктын башынын абалын робот жолунун симуляциясы аркылуу байкоого болот, ал эми иштетүү траекториясын оптималдаштыруу оңдоп-түзөө эффектисинин жакшырышына алып келет [7].

Лазердик каптаманы кайра жасоонун негизинде бул кагаз бузулган PDC бургусунун тескери моделин түзөт, андан ары жолду пландоону жүзөгө ашырат жана роботтун лазердик каптоосун симуляциялайт. Модельдештирүү натыйжалары менен айкалышып, PDC бургулоочу биттерин кайра иштетүү үчүн жолду пландаштыруунун максатка ылайыктуулугу текшерилип, кайра иштетүү процессинде ширетүүчү тапанчанын абалын өз убагында тууралоо аркылуу жогорку сапаттагы каптоочу катмар алынат. Бул PDC бургулоочу биттерин жана башка татаал ийри бөлүктөрдү лазердик каптаманы оңдоо үчүн белгилүү бир маалымдаманы камсыз кылат.

1 Моделдөө жана жолду пландаштыруу

1.1 PDC Drill бит тескери моделдөө

Бургулоочу бит сканерлөөнүн алдында оңдолуп жаткан материалга кара тегерек белгилери коюлат. эки чектеш белгилердин ортосундагы аралык 5 мм ашык болушу керек. Коюлган белгилер бир сапта эмес. 30-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бардыгы болуп 1 белги бар.

Белгилер коюлгандан кийин HandySCAN 3D сканери бургулоочу биттин бетинин өзгөчөлүктөрүнүн чекиттүү булут маалыматтарын алуу үчүн колдонулат, 2-сүрөттө көрсөтүлгөн. Сканерлөө процессинде, сканерлөөчү лазер даярдалган тетиктин бетин бир гана жолу сканерлегенде, чекиттүү булут Дайындама бетинин маалыматтарын чогултуу толук эмес болуп калат, ал эми даярдалган бөлүгүн бир нече жолу сканерлөө өтө көп керексиз чекит булут маалыматтарын алат. Ошондуктан, сканер тарабынан алынган баштапкы чекит булут маалыматтары даярдалган тескери моделдөө жүргүзүлө электе, алдын ала иштетилиши керек. Изилдөөдө колдонулган сканер чачыранды чекиттүү булуттарды автоматтык түрдө бириктирүүнү ишке ашыра алат. Автоматтык бириктирүү аркылуу түзүлгөн үч өлчөмдүү чекит булут картасы үчүн Geomagic Studio чекит булутунун маалыматтарын жамаачы маалыматтарына иштетүү үчүн колдонулат. Мунун негизинде салыштырмалуу толук чекиттик булут маалыматтары менен патч маалыматтары тандалып алынат жана 2б-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, бетти узартуу, бетти кесүү жана жабыштыруу жана тууралоо жолу менен толук PDC бургулоочу бит модели түзүлөт. Көрсөтүлгөндөй.

1.2 PDC бургулоочу биттерин лазер менен каптоо үчүн жолду пландаштыруу

Геомагиялык логикалык операцияны колдонуу менен алынган даяр материалдын бузулган бөлүгү 3а-сүрөттө көрсөтүлгөн. Иштелген PDC бургу битинин 3D модели stl форматына айландырылат жана 1899b-сүрөттө көрсөтүлгөндөй NX3 программалык камсыздоосуна импорттолот.
Белгилүү бир калыңдыктагы учак үй-бүлөсү Γ кесинди алуу жана лазер менен капталган жолду түзүү үчүн оңдолуп жаткан моделдин максаттуу оңдоо абалы менен кесилишет. Тилдиктин багыты көбүнчө каптоо жолуна перпендикуляр. 4-сүрөттө максаттуу оңдоо позициясынын кесим диаграммасы көрсөтүлгөн. Γ тегиздиктердин эки чектеш тегиздигинин ортосундагы аралык каптоо жолдорунун ортосундагы δ аралыкты түзөт. δ негизинен капталган жабуунун ылдамдыгы таасир этет. Жалгыз каптоочу жолдун бийиктиги жана туурасы өлчөнөт жана δ[8] тегиздик аралыктары андан ары эсептелинет жана сүрөттө (1) формулада көрсөтүлгөндөй чыгарылат.
Мында: ε – бир каптоочу катмардын туурасы, h – каптоочу катмардын бийиктиги.
Чекиттик булут кесими 4б-сүрөттө көрсөтүлгөн. Ар кандай кесимдердин кесим чекитинин булуттагы көрүнүшү: Di = {d1, d2, d3, ··· ,dn｝ (2) Сүрөттөгү (2) формуланы караңыз
Бул каптоо тапанчасынын башын иштетүү траекториясы жана иштетүү траекториясы акыры NC код форматында чыгарылат.

2 Терминалдык ширетүүчү тапанчанын абалын жөнгө салуу

2.1 6-DOF робот кинематикалык модели

Изилдөө SA1400 үлгүсүндөгү 6 огу роботун кабыл алат, анын DH координаттар системасы 5-сүрөттө көрсөтүлгөн. 0 роботтун негизги координат системасы, 1~6 роботтун механикалык колунун 6 координатасынын башаты жана роботтун аягынын келип чыгышы координаттар системасы 6. Роботтун ар бир муунунун DH параметрлери 1-таблицада көрсөтүлгөн. Роботтун ар бир муунунун DH параметрлери белгилүү болгондо, роботтун базалык координата үчүн акыркы абалынын туюнтмасын алууга болот [11-12] : Сүрөттөгү формуланы (3) караңыз
1-таблицага ылайык, роботтун ар бир муунунун трансформациялык матрицасы алынат: Сүрөттөгү (4)-(9) формуласын караңыз.
Жогорудагы матрицада = , = . Пипердин айтымында, робот бурчтун туюнтмасына ылайык, роботтун тескери кинематикасы төмөнкүдөй жөнөкөй алгоритмге ээ [13]: сүрөттө (10) формуланы караңыз. Теңдемеге ылайык, роботтун алты биргелешкен бурчтары θ1 ~ θ6 тиешелүү түрдө эсептелет: сүрөттө (11)-(16) формуласын караңыз. Мында: e = oxD1 +oyB1, f = nx + nyB1. Робот бурчтун туюнтмасы боюнча, роботтун тескери кинематикасы бир нече чечимдерге ээ. Тандалган бурч роботтун кыймыл диапазонунда болушу керек жана үзгүлтүксүз жана тез иштөөгө жетишүү жана PDC бургулоочу биттерин оңдоонун эффективдүүлүгүн жогорулатуу үчүн ошол эле чечимдер топтомунда бир азыраак биргелешкен бурчтун мааниси тандалат.

2.2 Ширетүүчү мылтыктын абалын көрсөтүү
6-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ширетүүчү аспапты каптоочу ширетүүчү мылтыктын узундугу орнотулган, аспаптын координаттар системасынын келип чыгышы 7 жана роботтун аягы манипуляторунун координат огуна салыштырмалуу куралдын айлануу бурчу θ. Куралдын l 6T7 трансформация матрицасы акыркы координаттар системасынын башына карата төмөнкүчө чагылдырууга болот: Сүрөттөгү формуланы (17) караңыз.

2.3 Көп катмарлуу каптоо траекториясын ширетүүчү мылтыктын абалын пландаштыруу

ширетүүчү тапанча поза PDC бургулоо бит максаттуу абалын оңдоо траекториясынын ар бир катмарынын сапатына абдан маанилүү таасир этет. Ошондуктан, PDC бургусун оңдоо процессинде ширетүүчү тапанчанын абалын белгилүү каптоо траекториясынын ар бир катмарына ылайык өз убагында тууралап, кайра иштетүүнүн жогорку сапатына ээ болуу зарыл [15]. Көп катмарлуу траекториялык ширетүүчү тапанчанын абалы 7-сүрөттө көрсөтүлгөн жана ширетүүчү пистолеттин y багыты жана z багыты боюнча кыймылы O шилтемеси болуп саналат.

Ширетүүчү пистолеттин горизонталдык жана вертикалдык багыт боюнча жылышуусу: Сүрөттөгү (18) жана (19) формуласын караңыз.

Мында: , траекториядагы i-кабаттын j-жолунун горизонталдык жылышы жана вертикалдык жылышы; n - траекториялык катмарлардын саны; i-кабаттагы f тректердин жалпы саны; i-кабат траекториясынын капталган аймагы болуп саналат; оюк бурчу болуп саналат.
φX - каптоочу мылтыктын башынын X огунун айланасында айлануу бурчу. X багыты боюнча ширетүүчү тапанчанын жылышуусу каптоо траекториясынын тереңдигине жана туурасына түздөн-түз таасирин тийгизет, ошондуктан ал жеринде берилет. Жогорудагы формулага ылайык, каптоо траекториясынын ар бир катмарынын ширетүүчү тапанчасынын поза матрицасы төмөнкүчө алынат: Сүрөттөгү (20) жана (21) формулаларды караңыз.

3 Лазердик каптоо оңдоо бургулоочу бит симуляциясы

PDC бургулоочу бит оңдоочу роботтун моделдөө процесси 8-сүрөттө көрсөтүлгөн. Модельдештирүү алдында бургулоочу биттин бирдиктүү модели жана оңдоо бургу битинин жолун долбоорлоо үчүн координаттар системасы түзүлөт. Мына ушундай жол менен, PQart импорттолгондон кийин, оңдолуп жаткан бургулоочу кескичтин абалы анын тиешелүү траекториясына дал келишине кепилдик берилет. Иштелуучу бургу 9-сүрөттө көрсөтүлгөн. Көрсөтүлгөндөй.

3.1 Кайра иштетүү траекториясын оптималдаштыруу

Иштетүү учурунда бургулоочу тетик оңдолуп жаткан дайындаманын абалында жетүүгө мүмкүн болбогон чекиттерди болтурбоо үчүн, ошондой эле роботтун огунан ашып түшүүсүнө жана сингулярдуу чекиттерине мүмкүн болушунча жакын болушу керек. Октун ашып өтүшү – оңдоодон өткөрүлүүчү даяр тетиктин бетинде роботтун биргелешкен огунун кыймыл диапазонунда жетүүгө мүмкүн болбогон чекиттер бар экендигин билдирет; сингулярдуу чекиттер роботтун акыркы эффектору оңдолуп жаткан роботтун бетиндеги белгилүү бир чекитке жеткенде, роботтун эки муундары бир огунда болот, мисалы, 3- жана 5-октор бир огунда болот. Кинематиканын тескери чечими жөнүндөгү билимге ылайык, θ3 жана θ5 бир нече чечимге ээ болорун, ал эми θ3 же θ5 айлануусу көрсөтүлгөн чекитке жетиши мүмкүн экенин билүүгө болот. Бул учурда робот колунун биргелешкен огу ишин уланта албайт жана бул чекит сингулярдуу чекит деп аталат. Даярдоочу бөлүктүн абалын тууралоо процессинде бул көйгөйлөрдөн качыңыз жана роботтун нормалдуу иштешин түшүнүңүз. Роботту иштетүү траекториясын оптималдаштыруу 10-сүрөттө көрсөтүлгөн жана робот жумушчу чегинде.

3.2 Ширетүүчү тапанчанын абалын тууралоо

Формуладан (21) тыянак чыгарууга болот, ширетүүчү тапанчанын абалы ПДК бургусун оңдоодо дайыма үзгүлтүксүз өзгөрүү абалында болот. Мылтыктын башын иштетүү бетине перпендикуляр кармоо оңдоодон кийин ишти жакшыртат. 11-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ширетүүчү тапанчанын оңдоп-түзөө процессинин белгилүү бир учурундагы абалы кайра иштетүү бетине перпендикуляр. Ширетүүчү тапанчанын абалын тууралоо мылтыктын башынын абалына ушул учурда колдонулат.

3.3 Симуляция

Роботтун машина каталары азайышын камсыз кылуу үчүн, роботту чындап иштеткенге чейин анын кыймылын өздөштүрүү керек. Импорттолгон траекторияны симуляциялоо керек. 12-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, траекторияда жана траекториядагы ар бир чекитте көйгөйлүү чекиттер жок жана роботтун ар бир мууну кыймылдын чегинде.

4 Корутунду

(1) Тескерисинче инженерияга негизделген, лазердик сканерлөө жана тескери моделдөө айкалыштыруу ыкмасы татаал беттик бөлүктөрдү чекит булут маалыматтарын алуу жана жер үстүндөгү реконструкциялоону ишке ашыруу үчүн кабыл алынат жана PDC бургусунун үч өлчөмдүү моделин түзүү.

(2) PDC бургусунун бузулган бөлүгү буль операциясы менен алынат, ал эми изометрдик тегиздик Γ үй-бүлөсү PDC бургусунун бузулган бөлүгүн алуу үчүн колдонулат. Бургулоочу бит оңдоо бөлүгү менен кесилишкен, PDC бургулоочу бит лазердик капталган кайра иштетүү жолун пландаштыруу аяктады.

(3) 6-DOF роботтун кинематикалык модели түзүлүп, роботтун каптоочу ширетүүчү мылтыктын абалы бир тектүү трансформация матрицасы аркылуу көрсөтүлөт, ал эми PDC бургулоочу бит оңдоо үчүн көп катмарлуу траекториялык каптоочу ширетүүчү мылтыктын поза матрицасы аныкталат.

(4) Лазердик каптоо оңдоо бургусунун симуляциясы аркылуу робот көрсөтүлгөн траекторияга ылайык оңдоп жатканда, ширетүүчү тапанчанын абалы өзгөрүп турганы жана ширетүүчү тапанчанын позасы бир учурда бириктирилгени аныкталган. роботтун иштетүү траекториясы. Татаал ийри беттик даярдоо бөлүгүн лазер каптоо оңдоо ишке ашырылат.