【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,光學(xué)元件在光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛。鋁合金作為一種常用的光學(xué)反射鏡材料,因具有發(fā)射率好、便于輕量化設(shè)計(jì)、成本低等優(yōu)點(diǎn),得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。由于鋁合金質(zhì)地軟難以直接拋光,當(dāng)前對(duì)于鋁鏡的純機(jī)械拋光仍然處于摸索階段。而氣囊拋光作為一種新型的拋光方式,具有加工柔性好、拋光效率高的優(yōu)點(diǎn)。為了充分利用氣囊拋光的柔性拋光和工業(yè)機(jī)器人柔性運(yùn)動(dòng)作業(yè)的能力,本文將六軸工業(yè)機(jī)器人與氣囊拋光相結(jié)合,對(duì)鋁鏡元件的機(jī)器人氣囊精密拋光技術(shù)進(jìn)行研究。論文首先進(jìn)行了機(jī)器人氣囊拋光機(jī)的搭建。以ABB機(jī)器人IRB4600-60/2.05本體及其配套電控系統(tǒng)為研究基礎(chǔ),設(shè)計(jì)并搭建機(jī)器人氣囊拋光系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上,開(kāi)展氣囊拋光進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)算法的設(shè)計(jì),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人末端氣囊工具位置姿態(tài)的精確控制。其次,針對(duì)機(jī)器人氣囊拋光運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)坐標(biāo)標(biāo)定需要,進(jìn)行機(jī)器人末端的球面氣囊工具的球心TCP標(biāo)定算法設(shè)計(jì),并開(kāi)展相應(yīng)的仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),進(jìn)而進(jìn)行測(cè)頭球心的TCP標(biāo)定,從而完成測(cè)頭TCP與氣囊球心TCP的轉(zhuǎn)換與最終標(biāo)定。從氣囊拋光工藝的需求出發(fā),以C#為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言,完成機(jī)器人氣囊精密拋光系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā),包括了拋光作業(yè)模塊、機(jī)器人通訊模塊以及輔助功能模塊等模塊的設(shè)計(jì)編程,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人氣囊拋光的路徑規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)控制,以保證鋁鏡拋光的加工柔性和作業(yè)效率。最后,基于所開(kāi)發(fā)的機(jī)器人氣囊拋光系統(tǒng),進(jìn)行一系列的鋁鏡元件(AL 6061航空鋁)的氣囊拋光實(shí)驗(yàn)。包括鋁合金元件的拋光斑可控性實(shí)驗(yàn),以及聚氨酯氣囊粗拋/精拋和羊毛氈氣囊、阻尼布?xì)饽业墓庹庸?shí)驗(yàn),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所開(kāi)發(fā)的機(jī)器人氣囊拋光系統(tǒng)的鋁合金精密拋光加工能力。
【學(xué)位授予單位】：廈門(mén)理工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP242;TG580.692
【圖文】：

（a）石英玻璃 （b）鋁合金反射鏡圖 1-1 光學(xué)元件示意圖1（b）所示，鋁合金具有耐腐蝕性強(qiáng)、質(zhì)量輕、易加工等用的材料[2]。鋁合金反射鏡作為金屬材料反射鏡的代表，藝加工的鋁合金反射鏡，在光譜的很大范圍內(nèi)都有著很好示，其在空間遙感和軍用紅外光學(xué)系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣元件石英玻璃相比，光學(xué)鋁具有材料成本低、易加工、制金光學(xué)元件在安裝方式上更為簡(jiǎn)單，安裝材料可選用同膨脹系數(shù)不匹配造成的影響，能夠有效避免溫度變化引其支撐件之間產(chǎn)生熱應(yīng)力因而，使用鋁合金反射鏡作為光度環(huán)境更為復(fù)雜的場(chǎng)景[3]。

（a）石英玻璃 （b）鋁合金反射鏡圖 1-1 光學(xué)元件示意圖1-1（b）所示，鋁合金具有耐腐蝕性強(qiáng)、質(zhì)量輕、易加工等用的材料[2]。鋁合金反射鏡作為金屬材料反射鏡的代表，藝加工的鋁合金反射鏡，在光譜的很大范圍內(nèi)都有著很好所示，其在空間遙感和軍用紅外光學(xué)系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛元件石英玻璃相比，光學(xué)鋁具有材料成本低、易加工、制合金光學(xué)元件在安裝方式上更為簡(jiǎn)單，安裝材料可選用同熱膨脹系數(shù)不匹配造成的影響，能夠有效避免溫度變化引其支撐件之間產(chǎn)生熱應(yīng)力因而，使用鋁合金反射鏡作為光度環(huán)境更為復(fù)雜的場(chǎng)景[3]。

廈門(mén)理工學(xué)院碩士學(xué)位論文精密加工技術(shù)兩種方式為化學(xué)機(jī)械拋光和鍍膜拋光學(xué)天文臺(tái)(NOAO)的 Daniel 等人以合金表面鍍膜再次車削加工，最終如圖 1-3 所示，荷蘭的 ASTRON m 和 3 m 的金剛石微粉的精密拋光。美國(guó) Cabot 公司的的 Kevin J 等光，對(duì)拋光相關(guān)參數(shù)優(yōu)化后，得到，德國(guó)的 Risse，Gebhardt 等人對(duì)及再拋光技術(shù)獲得了比較好的鏡面

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2773966