【摘要】：隨著現代工業(yè)的飛速發(fā)展,工業(yè)機器人越來越多的被應用到工業(yè)自動化、智能制造等領域。目前,曲面零件的拋光還是主要使用傳統(tǒng)的人工方式完成,其存在效率低、表面質量一致性差等缺點,采用工業(yè)機器人拋光可以有效地解決這些問題,因此研究機器人自動拋光具有重要的意義。在機器人自動拋光系統(tǒng)中,如何編寫機器人運動程序實現最優(yōu)的拋光軌跡是機器人自動化拋光的關鍵研究內容。本文圍繞汽輪機動葉片的機器人自動拋光,研究了曲面零件拋光機器人離線軌跡生成的相關技術,設計了曲面零件拋光機器人離線軌跡生成系統(tǒng),并進行了實驗驗證。主要研究內容包括:(1)以汽輪機動葉片為研究對象,介紹了曲面零件拋光的工藝過程,然后分析了機器人自動拋光影響工件表面質量的各種因素。(2)研究了曲面拋光軌跡生成方法,提出了一種基于改進截面法的拋光軌跡生成方法。在拋光刀觸線生成過程中,采用了最小包容盒的思想確定初始約束平面,并且根據滿足殘余高度的最小移動距離對約束平面移動距離進行修正。提出了改進D-P算法對拋光刀觸線進行離散,提取拋光刀觸點。最后,對拋光刀位點位置和姿態(tài)數據進行了分析計算。(3)研究了刀位點由工件坐標系到機器人基坐標系的轉換方法,采用D-H法建立了KUKA機器人運動學模型,研究了逆運動學的代數解法。研究了在UG環(huán)境下機器人拋光仿真以及干涉檢查方法。研究了KUKA機器人控制代碼的組成結構,并將拋光刀位點數據轉換成機器人的加工程序。(4)設計并開發(fā)了曲面零件拋光機器人離線軌跡生成軟件原型系統(tǒng),應用C++語言和UG/OPEN API函數庫將理論研究成果和相關算法編制成函數,從而實現了相應的功能。該系統(tǒng)能夠實現拋光刀位點的生成、加工仿真、干涉檢查以及機器人加工程序生成等功能。最后,搭建機器人自動拋光實驗平臺,通過對汽輪機動葉片內弧型面進行精拋光實驗,驗證了系統(tǒng)的可行性。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG580.692;TP242
【圖文】：

即便對于一個手工拋光較為熟練的工人，其拋光后的表面的良品率也無法得到保證。圖1-1 人工拋光工藝此外，拋光加工時所需的拋光膏、拋光劑等化學藥品，以及拋光作業(yè)時產生的粉塵會通過呼吸道和皮膚進入人的身體，長期工作在這樣的環(huán)境下會患不同程度的職業(yè)病，嚴重危害工人的身體健康。近幾年，隨著工人的年青化，工人不愿意從事單調、枯燥和具有危害的工作，導致“世界工廠”東莞等地出現“用工荒”。所以，無論從國家還是制造企業(yè)的角度來看，研究曲面零件的拋光自動化技術都具有重要的意義。近年來隨著機器人技術的不斷發(fā)展成熟，長遠看，使用工業(yè)機器人的加工成本比雇傭工人的成本低的多，因此工業(yè)機器人越來越多的應用在工業(yè)自動化、智能制造等領域。工業(yè)機器人具有通用性好、精度和靈活性高等特點

研究了氣囊拋光過程中運動精度的控制方法，通過實驗驗證了該方法能夠提高光學元件的拋光精度。圖1-2 安川機器人拋光系統(tǒng)對于機器人砂帶拋光，一種方式是砂帶拋光刀具固定，機器人末端安裝夾具夾持待拋光工件；另一種方式是機器人末端安裝砂帶拋光刀具，待拋光工件固定在夾具上。在國內，尹咸[7]研究了螺旋槳砂帶磨削軌跡生成方法，通過離線編程生成了機器人拋光加工程序，最后分析軟軸機拋磨和磨頭拋磨的優(yōu)缺點，設計了螺旋槳磨削加工的設備方案以及控制方法。王偉、

本文編號：2743817