發(fā)布時(shí)間：2017-09-25 00:13

  本文關(guān)鍵詞：復(fù)雜曲面機(jī)器人研拋關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 精密加工 復(fù)雜曲面 機(jī)器人自動(dòng)化研拋系統(tǒng) 力控制 路徑規(guī)劃

【摘要】：目前我國復(fù)雜曲面零件光整加工階段的研拋加工基本以人工操作為主,加工質(zhì)量難以得到有效的保證,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,效率很低,而且大部分工作環(huán)境不適宜工人去操作,因此曲面光整加工的智能化和自動(dòng)化,作為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效、低成本的制造的重要環(huán)節(jié),日益受到產(chǎn)業(yè)和學(xué)術(shù)界的重視。本文主要圍繞復(fù)雜曲面機(jī)器人智能自動(dòng)化研拋系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究。主要研究內(nèi)容概括如下:1)自行搭建了復(fù)雜曲面機(jī)器人自動(dòng)化柔順研拋加工系統(tǒng)平臺(tái),自主研發(fā)設(shè)計(jì)了一種柔性研拋工具,該研拋工具結(jié)構(gòu)特有的柔順特點(diǎn)使其能夠模仿人手進(jìn)行研拋加工,克服了機(jī)器人剛度與柔性之間的矛盾。2)介紹了柔性盤與曲面工件表面接觸時(shí)的壓強(qiáng)分布模型,同時(shí)對(duì)柔性盤研拋區(qū)域的相對(duì)線速度分布進(jìn)行理論推導(dǎo),用微元積分原理和移動(dòng)材料去除指數(shù)建立了研拋材料去除廓形的理論方程,分析了主要研拋工藝參數(shù)對(duì)曲面工件表面材料去除廓形的影響規(guī)律。介紹了復(fù)雜曲面研拋加工路徑規(guī)劃中的行切法和環(huán)切法,通過分析比較選擇更適合復(fù)雜曲面機(jī)器人自動(dòng)化研拋加工中的行切法進(jìn)行軌跡規(guī)劃。3)在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間描述了研拋工具末端位姿,介紹了機(jī)器人的坐標(biāo)系變換,研拋盤的受力分析及重力補(bǔ)償算法,建立了機(jī)器人被動(dòng)柔順研拋工具末端與外界環(huán)境接觸的簡化模型并詳細(xì)介紹了基于位置內(nèi)環(huán)的力外環(huán)控制策略方案。4)介紹了機(jī)器人研拋力控制系統(tǒng)軟件并對(duì)其性能進(jìn)行了測試,結(jié)果表明基本實(shí)現(xiàn)恒壓力研拋,控制精度在±3N~5N,應(yīng)用自行搭建的研拋加工系統(tǒng)平臺(tái)對(duì)NAK80模具鋼曲面工件進(jìn)行研磨和拋光加工實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示粗糙度Ra=0.025μm,基本接近鏡面效果,很好地滿足了實(shí)際需求,證明復(fù)雜曲面機(jī)器人自動(dòng)化高精研拋加工的可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：精密加工 復(fù)雜曲面 機(jī)器人自動(dòng)化研拋系統(tǒng) 力控制 路徑規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：沈陽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 課題的研究背景與意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢13-15
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線15-18
• 第2章 機(jī)器人自動(dòng)化研拋加工系統(tǒng)18-29
• 2.1 機(jī)器人研拋系統(tǒng)構(gòu)成及功能18-19
• 2.2 系統(tǒng)硬件構(gòu)成19-21
• 2.2.1 六自由度工業(yè)機(jī)器人及控制柜19-21
• 2.2.2 其他附屬裝置21
• 2.3 機(jī)器人末端研拋工具21-24
• 2.3.1 研拋工具的設(shè)計(jì)要求21
• 2.3.2 柔性研拋工具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-23
• 2.3.3 氣動(dòng)馬達(dá)23
• 2.3.4 六維力/力矩傳感器23-24
• 2.4 系統(tǒng)通訊方案的建立24-27
• 2.4.1 控制PC機(jī)與機(jī)器人控制器之間的通訊25-26
• 2.4.2 六維力/力矩傳感器與上位機(jī)之間的通訊26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 第3章 研拋加工材料去除廓形建模及路徑規(guī)劃29-42
• 3.1 表面材料去除廓形建模29-34
• 3.1.1 研拋材料去除機(jī)理分析29-30
• 3.1.2 理論基礎(chǔ)30-31
• 3.1.3 柔性盤接觸壓強(qiáng)建模31-32
• 3.1.4 柔性盤接觸區(qū)域線速度分析32-33
• 3.1.5 研拋曲面工件表面材料去除廓形建模33-34
• 3.2 研拋材料去除廓形分析34-37
• 3.2.1 研拋壓力對(duì)去除廓形的影響35
• 3.2.2 柔性盤轉(zhuǎn)速對(duì)去除廓形的影響35-36
• 3.2.3 進(jìn)給速度對(duì)去除廓形的影響36-37
• 3.2.4 研拋傾角對(duì)去除廓形的影響37
• 3.3 研拋加工路徑規(guī)劃37-40
• 3.3.1 復(fù)雜曲面研拋加工行切法軌跡規(guī)劃38-39
• 3.3.2 復(fù)雜曲面研拋加工環(huán)切法軌跡規(guī)劃39
• 3.3.3 行切法與環(huán)切法軌跡規(guī)劃的對(duì)比39
• 3.3.4 復(fù)雜曲面研拋加工行切法軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 研拋力控制策略42-54
• 4.1 研拋工具末端位姿在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間描述42-44
• 4.2 坐標(biāo)變換44-48
• 4.2.1 位置坐標(biāo)變換44-45
• 4.2.2 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換45-47
• 4.2.3 齊次坐標(biāo)變換47-48
• 4.3 研拋工具受力分析及重力補(bǔ)償算法48-50
• 4.4 機(jī)器人研拋力控制策略50-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 實(shí)驗(yàn)與分析研究54-71
• 5.1 機(jī)器人研拋力控制系統(tǒng)性能測試實(shí)驗(yàn)54-57
• 5.1.1 平面研拋力控制系統(tǒng)性能測試54-55
• 5.1.2 曲面研拋力控制性系統(tǒng)性能測試55-57
• 5.2 復(fù)雜曲面機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)研拋加工實(shí)驗(yàn)57-67
• 5.2.1 曲面工件材料及三維模型57-58
• 5.2.2 研拋加工實(shí)驗(yàn)設(shè)備58-59
• 5.2.3 研拋軌跡生成59-60
• 5.2.4 機(jī)器人自動(dòng)化研拋工藝過程規(guī)劃60-63
• 5.2.5 加工工藝路線制定及研拋實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析63-67
• 5.3 研拋效果的評(píng)定參數(shù)67-70
• 5.3.1 研拋工件表面質(zhì)量67-68
• 5.3.2 研拋加工效率68-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和取得的科研成果77-78
• 致謝78-79

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