隨著智能制造發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用得到了迅猛的發(fā)展。產(chǎn)品研磨拋光是產(chǎn)品制造領(lǐng)域的重要環(huán)節(jié)之一,由于存在磨拋均勻性無(wú)法保證、用人成本高等問(wèn)題。傳統(tǒng)人工研磨拋光工藝技術(shù)的升級(jí)換代,促進(jìn)機(jī)器人技術(shù)在該領(lǐng)域得到應(yīng)用,大多數(shù)主要以剛性工件的研磨拋光作為主要作用對(duì)象,有些工業(yè)制品其屬性并非剛性具有柔性特性,而直接采用以開(kāi)發(fā)機(jī)器人剛性的研磨拋光技術(shù)不能很好滿足工藝質(zhì)量要求。因此開(kāi)展柔性體研磨拋光特性研究和開(kāi)發(fā)針對(duì)其特性的機(jī)器人研磨拋光技術(shù)的無(wú)力傳感器控制器設(shè)計(jì),不僅具有較高的理論指導(dǎo)意義且具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。與剛性工件不同,柔性體在受力后會(huì)產(chǎn)生變形,其位置、姿態(tài)及磨拋力隨著作用點(diǎn)不同而變化,如何對(duì)變形后的加工表面的位置、姿態(tài)及磨拋力進(jìn)行軌跡跟蹤是機(jī)器人對(duì)柔性體進(jìn)行磨拋操作時(shí)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。為此本研究選擇傳統(tǒng)牛皮研磨拋光工藝為研究對(duì)象,通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)和其自身屬性,采用ABAQUS有限元分析軟件構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái),模擬提取了牛皮表面加工變形后的位置、姿態(tài)及磨拋力工藝參數(shù),同時(shí)基于該系列參數(shù),以6R機(jī)器人柔順控制的原理和方法構(gòu)建了一套控制系統(tǒng)技術(shù)方案,并在Matlab 2019b搭建了... 

【文章來(lái)源】：武漢紡織大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

東京理工大學(xué)機(jī)器人打磨系統(tǒng)

徑?├砜拼笱?usaomiNagata團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種帶有學(xué)習(xí)型力/位置混合控制器的高精度機(jī)器人打磨系統(tǒng)[3]，如圖1.1所示�？刂葡到y(tǒng)的輸入軌跡由通過(guò)CAM系統(tǒng)計(jì)算得到的機(jī)器人末端工具位置數(shù)據(jù)生成，在實(shí)際的控制過(guò)程中，通過(guò)修改軌跡的方式使打磨力誤差減校在打磨過(guò)程中，系統(tǒng)通過(guò)不斷得學(xué)習(xí)使打磨精度升高，能達(dá)到和熟練工人同等的打磨精度。不足是對(duì)環(huán)境改變的適應(yīng)過(guò)程較長(zhǎng)，也就說(shuō)在環(huán)境改變后的初次磨拋過(guò)程中打磨精度較低。圖1.1東京理工大學(xué)機(jī)器人打磨系統(tǒng)Fig.1.1RobotpolishingsystematTokyoinstituteoftechnology圖1.2多特蒙德大學(xué)機(jī)器人打磨系統(tǒng)Fig.1.2RobotpolishingsystematDortmunduniversity針對(duì)小批量的打磨和去毛刺任務(wù)，德國(guó)多特蒙德大學(xué)的DomroesF，Kuhlenkoetter等學(xué)者設(shè)計(jì)了一種機(jī)器人打磨系統(tǒng)[4-6]，如圖1.2所示。基于柔性編程概念，通過(guò)采用機(jī)器人力控制和速度控制兩種控制策略，使打磨工具自動(dòng)沿著工件輪廓運(yùn)動(dòng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，基于輪廓接觸識(shí)別和動(dòng)態(tài)路徑適應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)提出了一種路徑校正方法，解決了操作臺(tái)上工具加持可能不對(duì)齊的問(wèn)題。該系統(tǒng)的不足是打磨作用力為通過(guò)示教的方式得到，不是在線力控制的過(guò)程。近些年，臺(tái)灣、新加坡、波蘭等國(guó)家也對(duì)機(jī)器人磨拋系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)展示了濃厚的興趣，先后開(kāi)發(fā)出了自己的磨拋系統(tǒng)[7]。其中，在機(jī)器人磨拋領(lǐng)域發(fā)展最成功的企業(yè)當(dāng)屬

3始建于1989年的德國(guó)SHL自動(dòng)化技術(shù)股份公司[8]。該公司不僅研發(fā)出將自主的磨拋機(jī)和機(jī)器人有機(jī)結(jié)合成的機(jī)器人磨拋系統(tǒng)，而且針對(duì)不同用戶的不同零件、不同磨拋精度等要求均開(kāi)發(fā)出配套的自動(dòng)化機(jī)器人磨拋生產(chǎn)線。圖1.3所示為該公司自主研制的機(jī)器及磨拋設(shè)備。圖1.3SHL公司自主研發(fā)的機(jī)器人磨拋設(shè)備Fig.1.3RobotgrindingandpolishingequipmentindependentlydevelopedbySHLcompany國(guó)內(nèi)方面，中科院自動(dòng)化所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)等研究所及重點(diǎn)大學(xué)還包括相當(dāng)一部分企業(yè)也都致力于機(jī)器人磨拋技術(shù)的研究。其中，北京航空航天大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等將機(jī)器人磨拋技術(shù)應(yīng)用于航空產(chǎn)品；沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司、成都光電技術(shù)研究所等對(duì)機(jī)器人磨拋在光學(xué)和生物學(xué)等方面的可行性進(jìn)行了研究[9]。雖然國(guó)內(nèi)的起步較晚，但隨著時(shí)間的沉淀，很多單位及企業(yè)已取得了一定的研究成果。如江門順宗拋光公司、沈陽(yáng)新松機(jī)器人有限公司、上海“齊龍”機(jī)器人自動(dòng)化公司等都研制出自己的機(jī)器人磨拋設(shè)備，并完全擁有自主產(chǎn)權(quán)[10]。圖1.4沈陽(yáng)新松磨拋機(jī)器人Fig.1.4Shenyangxinsonggrindingandthrowingrobot綜上所述，國(guó)外對(duì)機(jī)器人磨拋技術(shù)的研究較早，采用的控制技術(shù)更先進(jìn)，能實(shí)現(xiàn)較高等級(jí)的磨拋精度。ABB、KUKA等機(jī)器人公司更是直接從控制器底層對(duì)力控制進(jìn)行研究，且不對(duì)外開(kāi)放其控制器系統(tǒng)[11]；而國(guó)內(nèi)在這方面的起步較晚，大多都停留在控制算法的理論研究階段，但不可否認(rèn)的是，以新松公司為代表的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)已開(kāi)發(fā)出可應(yīng)用于實(shí)際加工的機(jī)器人磨拋設(shè)備。2、機(jī)器人力控制算法研究現(xiàn)狀目前機(jī)器人力控制算法領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)是力/位置混合控制、阻抗控制。力/位置混

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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