發(fā)布時間：2020-07-06 15:21

【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展,工業(yè)機器人越來越多的被應(yīng)用到工業(yè)自動化、智能制造等領(lǐng)域。目前,曲面零件的拋光還是主要使用傳統(tǒng)的人工方式完成,其存在效率低、表面質(zhì)量一致性差等缺點,采用工業(yè)機器人拋光可以有效地解決這些問題,因此研究機器人自動拋光具有重要的意義。在機器人自動拋光系統(tǒng)中,如何編寫機器人運動程序?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的拋光軌跡是機器人自動化拋光的關(guān)鍵研究內(nèi)容。本文圍繞汽輪機動葉片的機器人自動拋光,研究了曲面零件拋光機器人離線軌跡生成的相關(guān)技術(shù),設(shè)計了曲面零件拋光機器人離線軌跡生成系統(tǒng),并進行了實驗驗證。主要研究內(nèi)容包括:(1)以汽輪機動葉片為研究對象,介紹了曲面零件拋光的工藝過程,然后分析了機器人自動拋光影響工件表面質(zhì)量的各種因素。(2)研究了曲面拋光軌跡生成方法,提出了一種基于改進截面法的拋光軌跡生成方法。在拋光刀觸線生成過程中,采用了最小包容盒的思想確定初始約束平面,并且根據(jù)滿足殘余高度的最小移動距離對約束平面移動距離進行修正。提出了改進D-P算法對拋光刀觸線進行離散,提取拋光刀觸點。最后,對拋光刀位點位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)進行了分析計算。(3)研究了刀位點由工件坐標系到機器人基坐標系的轉(zhuǎn)換方法,采用D-H法建立了KUKA機器人運動學(xué)模型,研究了逆運動學(xué)的代數(shù)解法。研究了在UG環(huán)境下機器人拋光仿真以及干涉檢查方法。研究了KUKA機器人控制代碼的組成結(jié)構(gòu),并將拋光刀位點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成機器人的加工程序。(4)設(shè)計并開發(fā)了曲面零件拋光機器人離線軌跡生成軟件原型系統(tǒng),應(yīng)用C++語言和UG/OPEN API函數(shù)庫將理論研究成果和相關(guān)算法編制成函數(shù),從而實現(xiàn)了相應(yīng)的功能。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)拋光刀位點的生成、加工仿真、干涉檢查以及機器人加工程序生成等功能。最后,搭建機器人自動拋光實驗平臺,通過對汽輪機動葉片內(nèi)弧型面進行精拋光實驗,驗證了系統(tǒng)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG580.692;TP242
【圖文】：

即便對于一個手工拋光較為熟練的工人，其拋光后的表面的良品率也無法得到保證。圖1-1 人工拋光工藝此外，拋光加工時所需的拋光膏、拋光劑等化學(xué)藥品，以及拋光作業(yè)時產(chǎn)生的粉塵會通過呼吸道和皮膚進入人的身體，長期工作在這樣的環(huán)境下會患不同程度的職業(yè)病，嚴重危害工人的身體健康。近幾年，隨著工人的年青化，工人不愿意從事單調(diào)、枯燥和具有危害的工作，導(dǎo)致“世界工廠”東莞等地出現(xiàn)“用工荒”。所以，無論從國家還是制造企業(yè)的角度來看，研究曲面零件的拋光自動化技術(shù)都具有重要的意義。近年來隨著機器人技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，長遠看，使用工業(yè)機器人的加工成本比雇傭工人的成本低的多，因此工業(yè)機器人越來越多的應(yīng)用在工業(yè)自動化、智能制造等領(lǐng)域。工業(yè)機器人具有通用性好、精度和靈活性高等特點

研究了氣囊拋光過程中運動精度的控制方法，通過實驗驗證了該方法能夠提高光學(xué)元件的拋光精度。圖1-2 安川機器人拋光系統(tǒng)對于機器人砂帶拋光，一種方式是砂帶拋光刀具固定，機器人末端安裝夾具夾持待拋光工件；另一種方式是機器人末端安裝砂帶拋光刀具，待拋光工件固定在夾具上。在國內(nèi)，尹咸[7]研究了螺旋槳砂帶磨削軌跡生成方法，通過離線編程生成了機器人拋光加工程序，最后分析軟軸機拋磨和磨頭拋磨的優(yōu)缺點，設(shè)計了螺旋槳磨削加工的設(shè)備方案以及控制方法。王偉、

本文編號：2743817