【摘要】：拋光是傳統(tǒng)機(jī)械加工中重要但較復(fù)雜的加工工序,而工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用為實(shí)現(xiàn)自動化拋光提供了可能。自動化拋光的材料去除模型和拋光軌跡一直是拋光研究的熱點(diǎn),是控制拋光均勻材料去除和獲得良好表面質(zhì)量的基礎(chǔ)。目前傳統(tǒng)的拋光軌跡形式單一,機(jī)器人拋光技術(shù)亟需創(chuàng)新的加工軌跡形式以及對軌跡參數(shù)的優(yōu)化控制。本文針對上述機(jī)器人拋光軌跡的要求,基于柔性拋光盤拋光的材料去除模型進(jìn)行三維類擺線軌跡的均勻材料去除分析以及自由曲面拋光的優(yōu)化參數(shù)組合研究。本文首先對柔性拋光盤拋光理論模型進(jìn)行研究。本文通過Abaqus仿真得到接觸區(qū)域和拋光力的大小,使用曲線擬合和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法預(yù)測接觸區(qū)域范圍和拋光力,并進(jìn)行拋光盤與工件的實(shí)際拋光接觸情況驗(yàn)證,再根據(jù)推導(dǎo)出的接觸區(qū)域壓強(qiáng)分布規(guī)律,基于Preston方程建立平面和凸面的拋光材料去除深度模型。其次,為解決擺線拋光中材料去除不均勻的問題,本文進(jìn)行三維類擺線軌跡的材料去除分布分析與進(jìn)給速度優(yōu)化。論文利用保角映射算法在網(wǎng)格曲面模型上生成三維類擺線軌跡,通過去除深度仿真探究擺線步距與半徑對于材料去除均勻性的影響,然后分析和簡化材料去除深度與進(jìn)給速度之間的關(guān)系,提出分區(qū)域規(guī)劃進(jìn)給速度的優(yōu)化策略,在平面和曲面上進(jìn)行單道擺線軌跡的材料去除深度仿真分析,并以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證優(yōu)化策略的正確性,實(shí)現(xiàn)了擺線拋光的整體材料均勻去除。隨后,本文進(jìn)行自由曲面拋光的參數(shù)組合優(yōu)化。論文結(jié)合材料去除深度模型和擺線軌跡參數(shù),在正交試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,采用Taguchi試驗(yàn)方法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及灰色系統(tǒng)理論分析材料去除模型和軌跡參數(shù)對指標(biāo)的影響程度,基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果對其他參數(shù)組合的表面質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測,尋找各因素水平的最優(yōu)組合,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證優(yōu)化的拋光參數(shù)組合。最后,本文對下一步的研究工作提出了展望:考慮分區(qū)域改變進(jìn)給速度對其他區(qū)域的影響;研究曲率變化對進(jìn)給速度優(yōu)化方法的影響,將優(yōu)化的適用性擴(kuò)展到自由曲面;增加實(shí)驗(yàn)的次數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的樣本,分析參數(shù)的改變對表面質(zhì)量的影響。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG580.692
【圖文】：

圖 2-1 拋光盤應(yīng)力應(yīng)變曲線a) 平面拋光示意圖 b) 拋光仿真接觸區(qū)圖 2-2 平面拋光示意圖與仿真結(jié)果以近似的看作是由線段 AB 與拋光盤的邊緣ACB組成域的寬度，線段 CD 的長為接觸區(qū)域的長度 Ls。由于拋 約等于長度 Ls。在仿真結(jié)果中讀取垂直平面的拋光力以結(jié)果如表 2-1 所示，接觸區(qū)域的寬度 W 的理論值為： 22t tW =2 R R L 剛性層盤 平面LA CDLsW

圖 5-1 自由曲面工件模型的工藝參數(shù)靈敏度分析前期實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，對接觸區(qū)域長度 L、進(jìn)給速步距 Stro共 5 個(gè)試驗(yàn)因素分別設(shè)置 3 個(gè)試驗(yàn)水 所示的 L9（35）正交試驗(yàn)表。在前文提到的機(jī)80、320、600、800、1000 目砂紙，每種砂紙ol 拋光膏拋光 2 次。表 5-1 正交試驗(yàn)各因素水平長度)進(jìn)給速度vf(mm/s) 傾角θ(°)擺線步Stro(mm50 6 10 100 8 15 200 10 20 表 5-2 L9（35）正交試驗(yàn)表設(shè)計(jì)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2791851