面向熔射快速制模的機(jī)器人輔助曲面自動(dòng)拋光系統(tǒng)的研究.pdf

1、在金屬模具快速制造技術(shù)中，等離子熔射快速制模工藝（RSHT）具有成本低、速度快、表面復(fù)制精度高，對(duì)模具材料和尺寸規(guī)格限制小等優(yōu)點(diǎn)，適用于汽車、摩托車、家電和建筑裝飾等行業(yè)的覆蓋件模具的快速制造，具有廣闊的應(yīng)用前景。為了解決熔射制造大中型汽車覆蓋件模具過程中人工研磨拋光時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，本文系統(tǒng)地概述了機(jī)器人自動(dòng)研磨拋光系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀并開發(fā)了以Motoman-UP20關(guān)節(jié)式機(jī)器人為平臺(tái)的輔助曲面自動(dòng)拋光實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 首先比

2、較了機(jī)器人拋光加工中氣動(dòng)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)，以步進(jìn)電機(jī)高速主軸為核心，建立了機(jī)器人拋光驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在拋光過程中精確的磨頭轉(zhuǎn)速控制。比較分析了各種拋光工具的特點(diǎn)，確定了合適形狀、材料的軟質(zhì)拋光工具，對(duì)游離式磨粒的成分、性能和應(yīng)用范圍進(jìn)行比較分析，完成了磨具磨料的選型，確定了軟質(zhì)羊毛、不織布纖維材料磨頭配合油溶性研磨膏的工具方案，從而集成了輔助模具自動(dòng)拋光系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 其次，論文根據(jù)建立的機(jī)器人拋光系統(tǒng)以UG為平臺(tái)進(jìn)行拋光

3、軌跡規(guī)劃，詳細(xì)闡述了將銑削軌跡應(yīng)用于拋光軌跡的關(guān)鍵性技術(shù)。此外，以VC為平臺(tái)上開發(fā)了機(jī)器人拋光工藝軟件，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人代碼的讀寫操作，按照拋光工藝的要求實(shí)現(xiàn)了對(duì)工具加工角度的修正，以參數(shù)化的形式實(shí)現(xiàn)了磨頭的刀具補(bǔ)償，為開發(fā)完善的補(bǔ)償程序打下了基礎(chǔ)。由以上工作初步建立了機(jī)器人自動(dòng)拋光系統(tǒng)原型。并采用ROTSY對(duì)生成的拋光軌跡進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真，以確保拋光軌跡的無(wú)干涉和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的可行性。由以上工作初步建立了機(jī)器人自動(dòng)拋光系統(tǒng)原型。

4、 最后，在建立的機(jī)器人拋光實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了機(jī)器人拋光工藝實(shí)驗(yàn)研究，得到了在本文條件下合適的步進(jìn)電機(jī)主軸轉(zhuǎn)速，得到了橫向進(jìn)給量越小越有利于表面質(zhì)量提高的規(guī)律和實(shí)際應(yīng)用中橫向進(jìn)給量的取值范圍。 確定了本文機(jī)器人曲面拋光系統(tǒng)的加工去除量在微米級(jí)，得出機(jī)器人拋光加工不會(huì)破壞等離子熔射制模工藝獲得的表面皮膜完整性的結(jié)論。在以上工藝試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了等離子熔射制造的汽車覆蓋件模具表面拋光試驗(yàn)，結(jié)果表明本文系統(tǒng)可用于熔射制模工藝，為模具表