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对自动打磨机器人四大关键技术的研究

对自动打磨机器人四大关键技术的研究

(1)自动打磨机器人工具设计

自动打磨机器人工具设计是至关重要的,它决定着工件表面自动打磨机器人的加工质量。通常自动打磨机器人工具可分为软性和硬性两种。其中软性自动打磨机器人工具可以降低位置误差对工件产生的冲击力;硬性自动打磨机器人工具的加工效率较高,且波纹度的效果好,但是自动打磨机器人质量要低于软性工具。有关自动打磨机器人工具的研究较多,不少已经取得专利。

一种俗名称为虬匾压缸”的气动式自动打磨机器人装置,该装置在手臂末端与工具之间安装有活塞和导轨,活塞在压缩空气的推动下可随导轨直线移动,从而调节自动打磨机器人接触压力;磁压式自动打磨机器人装置:该装置十分简单,它仅由一个杯形铁磁自动打磨机器人轮构成,依靠磨轮的内部永磁体产生的磁场行成自动打磨机器人压力;机构式被动柔顺自动打磨机器人装置:该装置是通过专门设计的空间机构,利用机构使自动打磨机器人轮围绕工件表面自动打磨机器人点做回转运动,并且根据自动打磨机器人工具与工件表面接触区域的几何特性以及受力情况自动调整自动打磨机器人轨迹。但从全局的发展来看,该领域的研究尚有许多技术问题没有解决,仍需要花大量的时间的精力去研究和测试。

(2)自动打磨机器人轨迹规划

自动打磨机器人轨迹决定着自动打磨机器人效率和自动打磨机器人质量。机器人自动打磨机器人作业可以很好地实现力、位的主动轨迹/压力混合适应控制,但是其对自由曲面加工轨迹精度要求较高。因此对于复杂工件自动打磨机器人路径规划,需要根据待加工工件的CAD/CAM模型,结合自动打磨机器人工具和机器人手臂结构、运动特点,利用离线编程技术规划,从而得到既能保证加工效率,又能保证加工质量的最6浙江理工大学硕士学位论文基于机器人的玻璃自动自动打磨机器人系统的设计与实现佳自动打磨机器人轨迹

(3)力反馈控制技术力

反馈控制是控制手臂末端的加工工具与被加工表面之间接触时产生的正压力。这种控制不仅可以防止自动打磨机器人工具在加工过程中脱离工件,还可以补偿因工具刚度变化及自动打磨机器人头的磨损造成的误差。但是整个自动打磨机器人过程会因为工具与工件刚性接触时产生的冲击力而变得不稳定。两者之间的权衡将是后续自动打磨机器人研究的重点。

(4)自动打磨机器人工艺分析

在曲面自动打磨机器人作业中,影响工件表面加工质量因素很多,如自动打磨机器人进给速度、工具材料、自动打磨机器人时间和次数、自动打磨机器人力、自动打磨机器人轨迹间距等。自动打磨机器人工艺分析就是要研究上述工件表面质量的影响因子。相关工作的研究往往需要大量实验,建立工艺模型,获取工艺信息。就工艺问题研究开发了一套自动打磨机器人系统。利用该系统研究人员可以根据工件的表面粗糙度要求,选择自动打磨机器人工具和自动打磨机器人条件,生成自动打磨机器人加工工艺规划,并模拟加工过程表面质量的变化。