拋光機器人動力機械臂設計【文獻綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)論文文獻綜述</b></p><p>　　機械設計制造及其自動化</p><p>　　拋光機器人動力機械臂設計</p><p><b>　?。薄∥墨I綜述正文</b></p><p>　　摘要：本文首先介紹了拋光機的工作原理，然后通過概述目前國內(nèi)外的拋光機的發(fā)展狀況，

2、比較提出其自身存在的一些優(yōu)點和缺陷，最后按照本次的設計要求提出自己的設計思路。</p><p>　　關鍵詞：拋光機；動力臂；自動化。</p><p><b>　　.　 引言：</b></p><p>　　拋光機是一種電動工具，在工業(yè)機械的生產(chǎn)過程中需要對完成加工的零件進行有效的表面處理。是工件符合裝配的要求或者使用的需要。因此幾乎任何機械的生

3、產(chǎn)都需要有拋光工件這一步驟，而拋光質(zhì)量的好壞直接影響到該機械的最終功能。所以對不同的工件設計出合適的拋光設備對保證其機械功能是十分重要的。</p><p>　　2　拋光機的工作原理</p><p>　　拋光機是一種電動工具，拋光機由底座、拋盤、拋光織物、拋光罩及蓋等基本元件組成。 電動機固定在底座上，固定拋光盤用的錐套通過螺釘與電動機軸相連。拋光織物通過套圈緊固在拋光盤上，電動機通過底座上

4、的開關接通電源起動后，便可用手對試樣施加壓力在轉(zhuǎn)動的拋光盤上進行拋光。拋光過程中加入的拋光液可通過固定在底座上的塑料盤中的排水管流入置于拋光機旁的方盤內(nèi)。 拋光罩及蓋可防止灰土及其他雜物在機器不使用時落在拋光織物上而影響使用效果[1][2]。</p><p>　　拋光機操作的關鍵是要設法得到最大的拋光速率，以便盡快除去磨光時產(chǎn)生的損傷層。同時也要使拋光損傷層不會影響最終觀察到的組織，即不會造成假組織。前者要求使用

5、較粗的磨料，以保證有較大的拋光速率來去除磨光的損傷層，但拋光損傷層也較深；后者要求使用最細的材料，使拋光損傷層較淺，但拋光速率低[3][4]。 </p><p>　　解決這個矛盾的最好的辦法就是把拋光分為兩個階段進行。粗拋目的是去除磨光損傷層，這一階段應具有最大的拋光速率，粗拋形成的表層損傷是次要的考慮，不過也應當盡可能??；其次是精拋(或稱終拋)，其目的是去除粗拋產(chǎn)生的表層損傷，使拋光損傷減到最小。拋光機拋光時，

6、試樣磨面與拋光盤應絕對平行并均勻地輕壓在拋光盤上，注意防止試樣飛出和因壓力太大而產(chǎn)生新磨痕。同時還應使試樣自轉(zhuǎn)并沿轉(zhuǎn)盤半徑方向來回移動，以避免拋光織物局部磨損太快在拋光過程中要不斷添加微粉懸浮液，使拋光織物保持一定濕度。濕度太大會減弱拋光的磨痕作用，使試樣中硬相呈現(xiàn)浮凸和鋼中非金屬夾雜物及鑄鐵中石墨相產(chǎn)生“曳尾”現(xiàn)象；濕度太小時，由于摩擦生熱會使試樣升溫，潤滑作用減小，磨面失去光澤，甚至出現(xiàn)黑斑，輕合金則會拋傷表面。為了達到粗拋的目的，

7、要求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較低，最好不要超過600r/min；拋光時間應當比去掉劃痕所需的時間長些，因為還要去掉變形層。粗拋后磨面光滑，但黯淡無光，在顯微鏡下觀察有均勻細致的磨痕，有待精拋消除[5][7]。 </p><p>　　精拋時轉(zhuǎn)盤速度可適當提高，拋光時間以拋掉粗拋的損傷層為宜。精拋后磨面明亮如鏡，在顯微鏡明視場條件下看不到劃痕，但在相襯照明條件下則仍可見到磨痕。拋光機拋光質(zhì)量的好壞嚴重影響試樣的組織結(jié)構(gòu)，已逐步引起有

8、關專家的重視。近年來，國內(nèi)外在拋光機的性能上作了大量的研究工作，研究出不少新機型、新一代的拋光設備，正由原來的手動操作發(fā)展成為各種各樣的半自動及全自動拋光機[8][9][13]。 </p><p><b>　　3　拋光機的發(fā)展</b></p><p>　　作為工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的生產(chǎn)設備，拋光機在生產(chǎn)活動中被頻繁的應用。因此如何提高拋光機的工作效率以及在生產(chǎn)中解放人

9、工的勞動以達到半自動乃至全自動將會成為拋光機發(fā)展的趨勢。從簡單的手動拋光器械（圖１）到半自動（圖2）以及全自動拋光設備 [14]（圖3）</p><p>　　圖一 圖二 圖三</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)要求的不斷提高，拋光機的更新也在不斷進行以適應各類工件的要求。</p><p>　　例如，

10、結(jié)構(gòu)簡單的砂帶傳動拋光機，蝸桿拋光機等。馮申，吉曉丹，陳敏提到的加工小型零件的磁力拋光機[15]。磁性研磨廣泛用于零件的拋光與研磨。復雜小型零件或棱角去毛刺及倒棱等研磨加工當不能使用滾筒時大都采取手工作業(yè)而用滾筒時又有研磨不到的地方。研磨復雜小型零件的磁性研磨裝置可以解決這個問題。對于磁極形狀比較復雜或者氣隙較大時采用磁場圖法計算電磁感應器的磁路該種方法在工程中得到應用。用以拋光小型零件。隨著人們的生活水平的不斷提高，家具等以前人工定制

11、的產(chǎn)品，由于其需求的不斷增大也已轉(zhuǎn)化為工業(yè)化批量生產(chǎn)。為解決家具產(chǎn)品的拋光問題梁秀春曾提出過木工用拋光機的設計，用以解決該類問題[16]。</p><p>　　伴隨著拋光工藝的進步以及對生產(chǎn)效率的要求PLC控制技術等數(shù)控技術也被運用于大型的拋光機中，以達到高效自動的要求。杜書娟，郭忠達，余孝軍在“觸摸屏與PLC在磁流變拋光機的應用”中提及PLC技術在拋光機中的運用。觸摸屏以界面形式使操作狀態(tài)、當前過程值以及連接的

12、PLC 的故障可視化,并通過組態(tài)變量建立觸摸屏與PLC 的通訊,使觸摸屏上的各項設定值輸入PLC ,同時PLC 接收現(xiàn)場各狀態(tài)檢測信號,按預先編寫的程序?qū)崿F(xiàn)計算和控制輸出功能,從而實現(xiàn)對拋光機整個運動過程的控制。由此可以大大的節(jié)省人工勞動以達到較高的自動化程度。隨著拋光機不斷融合更多的高新控制技術，其自動化發(fā)展必將日新月異。就現(xiàn)階段而言拋光機的自動化依然有限。只有某一產(chǎn)品有大量的需求時才會單一開發(fā)該類產(chǎn)品的自動化拋光機。但是大多數(shù)的設計

13、都具有單一性只適合一類產(chǎn)品，所以能夠設計出多用途的高自動化拋光機是很有意義的[17][18]。</p><p>　　4　本次拋光機器人機械臂的設計</p><p>　　很大一部分的拋光機由于其加工工件類型的關系并不需要機械臂。但對于一些產(chǎn)品由于其形狀原因普通的拋光機不能很好的進行拋光，可能需要多次的裝夾或者特殊的裝夾器械。導致效率底下成本上升。因此設計具有一定功能的動力臂來實現(xiàn)該類產(chǎn)品的拋

14、光動作是十分必要的（圖4，5）。</p><p>　　圖四 圖五 </p><p>　　本次設計的拋光動力臂配合機床的運動期望能夠達到多個自由度，使拋光機能夠進行更為靈活的拋光動作以便拋光多種形狀各異的工件。拋光臂由兩臺電機帶動分別負責動力臂的擺動以及控制砂輪的轉(zhuǎn)動。根據(jù)所需動力的大小按各項參數(shù)計算得到合適的電機，確定機

15、械臂的基本結(jié)構(gòu)能夠確保負載其本身重量便于加工?？傮w來講，本次設計一類簡單的有一個自由的機械臂結(jié)構(gòu)在機床的輔助運動下可以完成較靈活的加工，達到節(jié)約成本改善拋光機械的目的。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] Allen Y. Yi a Mike Hezlep b Tom Pol b A computer controlled

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