機器人數(shù)字化成形加工信息集成原型系統(tǒng)研究.pdf

1、等離子熔射快速制造技術是一種具有良好的材料適應性和生產(chǎn)經(jīng)濟性的先進制造技術。由于等離子熔射的物理工藝過程非常復雜，因此通過模擬方法獲得合理的工藝參數(shù)和制造軌跡是一種重要手段。同時，應用熔射機器人可以精確地執(zhí)行通過模擬結果制定的制造方案，得到性能優(yōu)越的熔射產(chǎn)品。另外，數(shù)值模擬方法還具有大幅降低試制周期和試制材料成本等優(yōu)勢。本研究將等離子熔射過程數(shù)值模擬、熔射參數(shù)優(yōu)化設計和機器人直接控制等軟件功能單元集成到統(tǒng)一平臺RDM（Robotic D

2、igital Manufacturing），實現(xiàn)制造過程的集成設計、控制和數(shù)據(jù)管理，提高生產(chǎn)效率。 本集成軟件采用面向對象技術，在Visual C++平臺上進行機器人等離子熔射加工軟件RDM的研究開發(fā)。將已經(jīng)建立的等離子熔射過程數(shù)值模擬軟件、基于STL切片機器人加工軌跡規(guī)劃程序和機器人熔射路徑優(yōu)化程序等作為基本功能模塊，開發(fā)一個集成平臺將各功能單元程序集成起來，通過數(shù)據(jù)接口設計來消除各功能程序輸入輸出數(shù)據(jù)結構的異構性，實現(xiàn)各單元

3、之間的數(shù)據(jù)的透明訪問，實現(xiàn)機器人等離子熔射加工平臺集成化。制定友好的人機交互策略，使平臺操作路線清晰，簡潔高效。應用OOP技術實現(xiàn)的RDM軟件具有良好的可移植性和系統(tǒng)可擴展性。 本文的RDM設計方案包含等離子熔射離線工藝設計模塊和等離子熔射在線制造控制模塊兩部分。其中離線模塊包括：等離子熔射過程數(shù)值模擬、熔射各項參數(shù)設計、機器人加工軌跡的規(guī)劃、機器人運動仿真四個子模塊；在線模塊有：機器人工作過程的實時監(jiān)測、參數(shù)采樣功能及機器人工

4、作狀態(tài)信息變化的實時響應及控制功能，實現(xiàn)集加工路徑規(guī)劃、機器人代碼生成、機器人路徑仿真、噴涂過程模擬、加工控制和加工實時檢測于一體，以期最終與實際加工工藝相結合，改善機器人等離子熔射制模的加工工藝。其中完成的具體研究工作如：集成研究室早期的機器人加工路徑規(guī)劃、等離子熔射數(shù)值模擬程序；添加機器人路徑自適應規(guī)劃功能；對生成的海量模擬結果數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)處理功能，并對應力場進行校核、顯示模擬結果；設計在線控制模塊；實現(xiàn)對系統(tǒng)中各子模塊的參數(shù)及人機