基于工業(yè)機器人的非球面工件打磨技術研究.pdf

1、隨著科學技術的高速發(fā)展，非球面元件的應用范圍越來越廣?，F(xiàn)階段非球面模具零件的表面加工主要依靠人工打磨，其加工效率較低，加工后表面精度不高，產品質量一致性無法保證，并且打磨粉塵對工人身體健康危害極大。打磨機床雖然可以克服上述缺點，但是由于其運動空間的限制并沒有得到很好的普及。
　　如今，運動范圍更廣，自動化程度更高的工業(yè)機器人開始涉及各個領域，機器人打磨技術逐漸成為一種高效的自動化打磨手段，可以有效地完成多種形式的打磨要求。為了獲得

2、高效率的打磨方法和高質量的打磨效果，本文以FANUC LR Mate200iD型工業(yè)機器人為基礎，搭建了一套可用于非球面等異型面零件的打磨試驗平臺。對機器人運動學，打磨斑均勻性優(yōu)化方法和機器人打磨軌跡規(guī)劃做了深入的研究。
　　首先，根據非球面工件在機床打磨中的進給速度、工具轉速、進刀量等加工要求，利用工業(yè)機器人運動空間大、控制靈活等工作特點，搭建了一套機器人非球面打磨系統(tǒng)試驗平臺。利用PLC控制器完成打磨頭控制系統(tǒng)與機器人之間的通

3、訊，對非球面工件不同曲率處打磨工具的轉速實現(xiàn)精準控制。
　　其次，詳細探討了工件上毛刺刻痕等缺陷的去除過程;結合Preston方程建立非球面打磨運動模型，對打磨區(qū)域上打磨點的速度進行了計算，通過仿真深入分析了打磨區(qū)域內打磨點的速度分布情況，為后續(xù)打磨工藝參數的設計提供依據。利用數控銑床進行了不同打磨工具和不同打磨參數的單軌跡磨削試驗，通過比較分析工件的表面質量，確定打磨過程中的關鍵工藝參數。
　　然后，結合機器人運動學理論，

4、以FANUC LR Mate200iD型號機器人為對象進行了運動學計算，對打磨中涉及到的機器人工具位姿變換問題進行了全面的研究，并著重分析了單條打磨軌跡上相鄰目標點處工具坐標的位姿變換。通過分析不同打磨軌跡形式工具坐標位姿變換的特點，提出了適用于旋轉非球面工件的母線打磨軌跡方法。利用ROBOTGUIDE仿真軟件建立非球面打磨虛擬工作站，進行打磨路徑的模擬仿真。
　　最后，根據工件曲率的變化規(guī)律調整工具的下壓量來確保工件不同位置打磨