基于FANUC機器人的復(fù)雜曲面磨拋系統(tǒng)的搭建與研究.pdf

1、隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，如汽輪葉片、人造關(guān)節(jié)、高檔水龍頭、新型家具等復(fù)雜曲面工件的應(yīng)用范圍逐漸變廣，對其表面質(zhì)量要求也日益增加。目前國內(nèi)多數(shù)的廠家對于復(fù)雜曲面的打磨拋光加工采用普通磨床結(jié)合人工磨削方式，這種加工方式勞動強度大、加工成品率低，而且加工環(huán)境惡劣，對人體傷害很大。為解決上述問題，本文以FANUC LR Mate200iD六自由度機器人為基礎(chǔ)，搭建了一套具有機器視覺系統(tǒng)、可以實現(xiàn)自動上下料等功能的復(fù)雜曲面磨拋系統(tǒng)。并對系統(tǒng)的人機交

2、互界面，機器人運動學(xué)和復(fù)雜曲面磨拋軌跡自動規(guī)劃做了深入研究。
　　首先，為了實現(xiàn)復(fù)雜曲面磨拋加工中的自動化生產(chǎn)、進(jìn)給速度變換和工具轉(zhuǎn)速可調(diào)等加工要求，利用工業(yè)機器人運動空間大、控制靈活等工作特點，搭建了機器人復(fù)雜曲面磨拋系統(tǒng)試驗平臺。該試驗平臺以PLC為控制總站，PLC接收傳感器信號，控制工具頭模塊，與工業(yè)機器人進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。并為磨拋系統(tǒng)設(shè)計了友好的人機界面，可以完成手動和自動兩種加工模式，監(jiān)控系統(tǒng)工作狀態(tài)。
　　其次，為了

3、增加磨拋系統(tǒng)的柔性加工能力,在本系統(tǒng)中加入機器視覺系統(tǒng)。根據(jù)工作環(huán)境和識別精度需求，為機器視覺系統(tǒng)搭建圖像采集的硬件平臺。并應(yīng)用HALCON軟件對得到的圖像進(jìn)行閾值分割和對邊緣進(jìn)行檢測等預(yù)處理?；陬A(yù)處理結(jié)果，得到工件特征信息，對工件進(jìn)行分類識別。將識別結(jié)果輸出給PLC，以便于生成對應(yīng)的磨拋軌跡。機器視覺系統(tǒng)的加入使得磨拋系統(tǒng)可以同時加工多種工件，減少工序運轉(zhuǎn)的輔助時間，增加了系統(tǒng)的柔性加工能力。
　　然后，對FANUC LR M

4、ate200iD型工業(yè)機器人在磨拋系統(tǒng)中的運動學(xué)求解問題進(jìn)行了全面分析。建立機器人磨拋系統(tǒng)坐標(biāo)系，根據(jù)機器人位置和姿態(tài)的描述方法，結(jié)合機器人D-H參數(shù)，推導(dǎo)了機器人的運動學(xué)方程。根據(jù)上述運動學(xué)計算，求得復(fù)雜曲面上各打磨點的位姿表達(dá)，應(yīng)用Matlab編寫GUI界面，將加工軌跡和位姿信息寫入LS文件，并將其轉(zhuǎn)化為TP程序，實現(xiàn)了復(fù)雜曲面工件磨拋加工軌跡的自動規(guī)劃功能。
　　最后，利用Roboguide仿真軟件建立復(fù)雜曲面磨拋系統(tǒng)虛擬工