以水龍頭、葉片、人工髖關(guān)節(jié)等為代表的自由曲面類工件的拋光打磨工序較為復(fù)雜,故目前仍以傳統(tǒng)的人工拋光打磨方式為主。機(jī)器人因生產(chǎn)效率高、通用性強(qiáng)、柔性高、靈活性好等特點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于制造業(yè)的方方面面。因此,利用機(jī)器人加工成為解決自由曲面磨拋難題的有效方式。當(dāng)前機(jī)器人在工業(yè)應(yīng)用中以人工示教操作為主,為實(shí)現(xiàn)自由曲面工件的自動(dòng)化加工,本文提出了機(jī)器人自由曲面軌跡規(guī)劃方法,并開(kāi)發(fā)了其離線編程軟件。首先通過(guò)NURBS曲面軌跡規(guī)劃方法獲得自由曲面的加工軌跡,然后提出一種綜合性的軌跡可通過(guò)性判定方法對(duì)加工軌跡的有效性進(jìn)行判定,最后基于自由曲面加工軌跡規(guī)劃方法和軌跡可通過(guò)性判斷方法研究成果,完成了機(jī)器人磨拋離線編程軟件的開(kāi)發(fā)。本文的主要研究工作如下:（1）提出一種基于IGS文件滿足弓高誤差的NURBS曲面軌跡規(guī)劃方法。該方法首先對(duì)NURBS曲面兩個(gè)方向的曲線參數(shù)基于弓高誤差進(jìn)行插補(bǔ),根據(jù)NURBS曲線參數(shù)與向量的映射關(guān)系得到曲線的軌跡。然后通過(guò)空間坐標(biāo)變換和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué),將基于工件坐標(biāo)系下的軌跡映射到機(jī)器人關(guān)節(jié)空間。最后,利用此方法針對(duì)具體自由曲面進(jìn)行加工軌跡規(guī)劃,結(jié)果表明該方法可以生成弓高誤差約束下的... 

【文章來(lái)源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１市場(chǎng)上形形色色的自由曲面工件??

幾乎在３Ｃ行業(yè)、五金家具、汽車零部件、重工行業(yè)、醫(yī)療器械、小家電??等制造業(yè)的方方面面，拋光打磨機(jī)器人都正在迎來(lái)龐大的市場(chǎng)需求［１］。其中，如衛(wèi)浴產(chǎn)??品、葉片、汽車零部件、人工髖關(guān)節(jié)等（如圖１．１）含有自由曲面（無(wú)法用畫(huà)法幾何與??機(jī)械制圖完全清楚表達(dá)和傳遞所包含的全部形狀信息的曲面，本文后續(xù)所述工件都指含??有自由曲面的工件），難以通過(guò)示教或在線編程逐點(diǎn)校對(duì)，對(duì)表面粗糙度和耐腐蝕性有??要求、市場(chǎng)需求大的工件的拋光打磨較為復(fù)雜。常見(jiàn)曲面（Ｔ面和圓柱面、球面等可以??用畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖完全清楚表達(dá)和傳遞所包含的全部形狀信息的曲面）通�？梢酝�??過(guò)曲面上的一個(gè)點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)計(jì)算其余點(diǎn)的信息。而自由曲面無(wú)法通過(guò)一個(gè)點(diǎn)或多個(gè)點(diǎn)的??信息直接推算其余點(diǎn)的信息，因此相對(duì)于常見(jiàn)曲面在加工軌跡規(guī)劃方面較為復(fù)雜。??ｉｈｌＳ?丨ｆＴ感?Ｋ］??（ａ）水龍頭?（ｂ?Ｈ把手?（ｃ）人工髖關(guān)節(jié)（ｄ）輪轂?（ｅ）飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片?（ｆ）水暖件??（ｇ）航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉盤（ｈ）高爾夫球頭?（ｉ）槍匣?（ｊ）椅子底部?（ｋ）餐具?⑴駁接爪??圖１．１市場(chǎng)上形形色色的自由曲面工件??然而，目前拋光打磨操作仍以效率低下、加工表面質(zhì)量不一、環(huán)境惡劣的普通磨床??的人工加工（如圖１．２ａ所示）和成本高、通用性不強(qiáng)、價(jià)格昂貴的數(shù)控或者專用拋光機(jī)??床為主（如圖１．２ｂ所示），機(jī)器人拋光技術(shù)（如圖１．２ｃ所示）雖然也有實(shí)際應(yīng)用，但是??大多數(shù)都采用耗時(shí)、效率低的人工示教方法或者在線編程進(jìn)行軌跡規(guī)劃等方很多很??難應(yīng)用在自由曲面的加工上。??１

?（ｂ）北京航空航天大學(xué)機(jī)器人砂帶磨削系統(tǒng)??圖１．４國(guó)內(nèi)外先進(jìn)機(jī)器人砂帶磨拋系統(tǒng)??目前，國(guó)內(nèi)利迅達(dá)［１６］（如圖１．５ｂ）、北京華航唯實(shí)機(jī)器人科技有限公司［１８］（如圖１．５Ｃ）、??溫州金石科技有限公司（如圖１．６所示）專注于做機(jī)器人拋光打磨系統(tǒng)和解決方案，在??國(guó)內(nèi)備受關(guān)注。廣州數(shù)控周營(yíng)平［１９］對(duì)智能打磨拋光控制系統(tǒng)進(jìn)行了研宄與探討，利用工??業(yè)機(jī)器人組合專用取料夾具、送料裝置、恒力拋光打磨機(jī)、抽檢及返修裝置、四工位轉(zhuǎn)??４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3030526