基于工業(yè)機(jī)器人的非球面工件打磨技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，非球面元件的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣?，F(xiàn)階段非球面模具零件的表面加工主要依靠人工打磨，其加工效率較低，加工后表面精度不高，產(chǎn)品質(zhì)量一致性無(wú)法保證，并且打磨粉塵對(duì)工人身體健康危害極大。打磨機(jī)床雖然可以克服上述缺點(diǎn)，但是由于其運(yùn)動(dòng)空間的限制并沒(méi)有得到很好的普及。
　　如今，運(yùn)動(dòng)范圍更廣，自動(dòng)化程度更高的工業(yè)機(jī)器人開始涉及各個(gè)領(lǐng)域，機(jī)器人打磨技術(shù)逐漸成為一種高效的自動(dòng)化打磨手段，可以有效地完成多種形式的打磨要求。為了獲得

2、高效率的打磨方法和高質(zhì)量的打磨效果，本文以FANUC LR Mate200iD型工業(yè)機(jī)器人為基礎(chǔ)，搭建了一套可用于非球面等異型面零件的打磨試驗(yàn)平臺(tái)。對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)，打磨斑均勻性優(yōu)化方法和機(jī)器人打磨軌跡規(guī)劃做了深入的研究。
　　首先，根據(jù)非球面工件在機(jī)床打磨中的進(jìn)給速度、工具轉(zhuǎn)速、進(jìn)刀量等加工要求，利用工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間大、控制靈活等工作特點(diǎn)，搭建了一套機(jī)器人非球面打磨系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)。利用PLC控制器完成打磨頭控制系統(tǒng)與機(jī)器人之間的通

3、訊，對(duì)非球面工件不同曲率處打磨工具的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制。
　　其次，詳細(xì)探討了工件上毛刺刻痕等缺陷的去除過(guò)程;結(jié)合Preston方程建立非球面打磨運(yùn)動(dòng)模型，對(duì)打磨區(qū)域上打磨點(diǎn)的速度進(jìn)行了計(jì)算，通過(guò)仿真深入分析了打磨區(qū)域內(nèi)打磨點(diǎn)的速度分布情況，為后續(xù)打磨工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。利用數(shù)控銑床進(jìn)行了不同打磨工具和不同打磨參數(shù)的單軌跡磨削試驗(yàn)，通過(guò)比較分析工件的表面質(zhì)量，確定打磨過(guò)程中的關(guān)鍵工藝參數(shù)。
　　然后，結(jié)合機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)理論，

4、以FANUC LR Mate200iD型號(hào)機(jī)器人為對(duì)象進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算，對(duì)打磨中涉及到的機(jī)器人工具位姿變換問(wèn)題進(jìn)行了全面的研究，并著重分析了單條打磨軌跡上相鄰目標(biāo)點(diǎn)處工具坐標(biāo)的位姿變換。通過(guò)分析不同打磨軌跡形式工具坐標(biāo)位姿變換的特點(diǎn)，提出了適用于旋轉(zhuǎn)非球面工件的母線打磨軌跡方法。利用ROBOTGUIDE仿真軟件建立非球面打磨虛擬工作站，進(jìn)行打磨路徑的模擬仿真。
　　最后，根據(jù)工件曲率的變化規(guī)律調(diào)整工具的下壓量來(lái)確保工件不同位置打磨