基于柔順控制的復(fù)雜曲面機(jī)器人自動(dòng)拋磨技術(shù)研究.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、近年來(lái),隨著制造業(yè)的發(fā)展,人們?cè)絹?lái)越注重提高產(chǎn)品各方面的性能以及延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。在大部分產(chǎn)品中,復(fù)雜曲面零件拋磨質(zhì)量的好壞直接影響著產(chǎn)品的使用性能、穩(wěn)定性和壽命。但是,目前國(guó)內(nèi)對(duì)于復(fù)雜曲面零件的拋磨加工,大部分仍然延續(xù)著以傳統(tǒng)的手工拋磨方式為主。手工拋磨無(wú)法保證拋磨過程中型面去除加工的柔順性與一致性,而且效率很低,廢品率高,難以提高拋磨加工質(zhì)量。隨著工業(yè)機(jī)器人的飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)外學(xué)者為解決手工操作的弊端,將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用到復(fù)雜曲面工件

2、的自動(dòng)化加工中,并對(duì)此作了大量研究。本課題以航空葉片型面拋磨加工為主要研究對(duì)象,搭建了基于柔順控制的復(fù)雜曲面機(jī)器人自動(dòng)化拋磨裝備,并進(jìn)行了拋磨加工工藝研究與試驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容如下:
 ?。?)復(fù)雜曲面機(jī)器人自動(dòng)拋磨加工平臺(tái)的搭建。利用KUKA KR30-3工業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人控制器、計(jì)算機(jī)、ATI六維力/力矩傳感器、砂帶磨床等共同搭建了機(jī)器人自動(dòng)化拋磨平臺(tái)。
 ?。?)拋磨加工模型的建立與分析?;?Preston去除理論

3、,建立了材料去除模型并進(jìn)行了理論研究,分析了加工去除與主要工藝參數(shù)(如拋磨壓力、磨削速度與駐留時(shí)間等)的影響關(guān)系;利用MATLAB軟件和ANSYS有限元分析軟件對(duì)模型進(jìn)行了仿真分析,比對(duì)兩種分析結(jié)果,驗(yàn)證了建立模型的一致性。
  (3)拋磨加工柔順性控制的研究與實(shí)現(xiàn)。通過力傳感器在線檢測(cè)拋磨力,選用合適的力控制策略,控制機(jī)器人的位姿,調(diào)整工件與砂帶間的接觸,實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制拋磨力,保證較恒定的研拋壓力進(jìn)行去除加工,實(shí)現(xiàn)主動(dòng)柔順性。結(jié)合

4、加工工件曲率的變化,選用合理的分區(qū)與加工進(jìn)給量,順應(yīng)復(fù)雜曲面工件表面曲率的不斷變化,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)拋磨過程中的被動(dòng)柔順性。
  (4)軌跡規(guī)劃與離線編程的實(shí)現(xiàn)。針對(duì)航空葉片工件的幾何型面特點(diǎn),對(duì)拋磨加工區(qū)域進(jìn)行了合理分區(qū),采用等截面方法(截面與被加工曲面相交生成軌跡線)生成拋磨軌跡,并獲得了離散的曲面拋磨的加工位置矢量點(diǎn)。完成了機(jī)器人自動(dòng)拋磨平臺(tái)機(jī)構(gòu)模型和運(yùn)動(dòng)模型的建立,通過變換矩陣的推導(dǎo),對(duì)矢量點(diǎn)進(jìn)行了反求計(jì)算,將末端執(zhí)行關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)

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