基于工業(yè)機器人的非球面工件打磨技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，非球面元件的應(yīng)用范圍越來越廣。現(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(chǎn)品質(zhì)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(lǐng)域，機器人打磨技術(shù)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(zhì)量的打磨效果，本文以FANUC LR Mate200iD型工業(yè)機器人為基礎(chǔ)，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(xué)，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(jù)非球面工件在機床打磨中的進給速度、工具轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速實現(xiàn)精準(zhǔn)控制。
　　其次，詳細(xì)探討了工件上毛刺刻痕等缺陷的去除過程;結(jié)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(nèi)打磨點的速度分布情況，為后續(xù)打磨工藝參數(shù)的設(shè)計提供依據(jù)。利用數(shù)控銑床進行了不同打磨工具和不同打磨參數(shù)的單軌跡磨削試驗，通過比較分析工件的表面質(zhì)量，確定打磨過程中的關(guān)鍵工藝參數(shù)。
　　然后，結(jié)合機器人運動學(xué)理論，

4、以FANUC LR Mate200iD型號機器人為對象進行了運動學(xué)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(biāo)點處工具坐標(biāo)的位姿變換。通過分析不同打磨軌跡形式工具坐標(biāo)位姿變換的特點，提出了適用于旋轉(zhuǎn)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(jù)工件曲率的變化規(guī)律調(diào)整工具的下壓量來確保工件不同位置打磨