氣壓砂輪光整加工振動穩(wěn)定性研究.pdf

1、模具拋光采用氣壓砂輪拋光技術(shù)不僅可以縮短加工時間，而且可以有效的提高模具曲面的質(zhì)量。課題組提出六自由度機(jī)器人控制氣壓砂輪拋光技術(shù)，并采用進(jìn)動拋光方式，可有效地去除模具加工痕跡，獲得高品質(zhì)表面。本文基于課題組的前期進(jìn)動拋光研究成果，深入研究了進(jìn)動氣壓砂輪拋光過程中的振動問題，建立了六自由度機(jī)器人的剛度方程，確定了機(jī)器人末端節(jié)點(diǎn)的位移與振動強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式，提出了一種基于VRML技術(shù)的模具邊界線提取方法，優(yōu)化了模具邊界鄰域進(jìn)動拋光軌跡，設(shè)計(jì)了

2、氣壓砂輪進(jìn)動拋光軌跡規(guī)劃與振動優(yōu)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人控制氣壓砂輪進(jìn)動拋光的振動抑制。具體工作如下:
　　1)提出氣壓砂輪拋光中的振動問題:將機(jī)器人控制氣壓砂輪進(jìn)行進(jìn)動拋光時的振動問題歸結(jié)為兩大類，即由機(jī)器人剛度變化引起的振動強(qiáng)弱變化和由工件邊緣鄰域氣壓砂輪切削速度方向分布不合理引起的振動增強(qiáng)等問題。針對這兩種振動問題分別提出了解決思路。
　　2)進(jìn)行機(jī)器人剛度相關(guān)的計(jì)算分析:采用D-H表示法對機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動學(xué)建模，然后用幾何

3、法求機(jī)器人運(yùn)動學(xué)逆解，得到任意姿態(tài)下的機(jī)器人各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角。采用矩陣位移法得到機(jī)器人任意姿態(tài)下的整體剛度矩陣，利用剛度方程和氣壓砂輪受到的外力向量，求解得到氣壓砂輪的位移。最后將氣壓砂輪的位移變化過程與實(shí)際加工時的振動強(qiáng)度變化過程相聯(lián)系，找出了一個由位移預(yù)測振動強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式。
　　3)對工件邊界拋光振動問題進(jìn)行分析:對工件邊界鄰域采用氣壓砂輪進(jìn)動拋光方法時由于切削速度方向分布不合理引起的振動加劇和邊界破壞情況進(jìn)行了分析研究，提出了

4、在工件邊界附近進(jìn)行切削速度方向約束的方法，推導(dǎo)得到了邊界約束條件，實(shí)驗(yàn)表明，只要滿足邊界約束條件就可以避免在工件邊界拋光時出現(xiàn)的振動加劇、邊界磨損和磨粒大量脫落的問題。同時，為了使邊界約束條件能應(yīng)用于自動軌跡規(guī)劃過程，提出了一種基于VRML技術(shù)的三維模型邊界線提取方法，該方法可用于任意具有復(fù)雜形貌的三維模型。
　　4)編制氣壓砂輪進(jìn)動軌跡優(yōu)化程序:在原氣壓砂輪進(jìn)動軌跡規(guī)劃程序的基礎(chǔ)上，在LabVIEW環(huán)境中設(shè)計(jì)開發(fā)了氣壓砂輪進(jìn)動拋