基于工業(yè)機(jī)器人的假肢接受腔加工系統(tǒng)研究.pdf

1、作為假肢中最重要的一個(gè)部件，假肢接受腔的制作方法一直是各國假肢領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)的手工制作工藝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，加工質(zhì)量受人為因素影響大。探索將自動(dòng)化加工設(shè)備應(yīng)用于假肢接受腔制作已成為假肢制作工藝改進(jìn)的方向。本文以基于工業(yè)機(jī)器人的假肢接受腔加工系統(tǒng)為研究對象，研究了將機(jī)器人用于接受腔陽模加工的工藝路線和關(guān)鍵技術(shù)。
　　具體研究工作如下:
　　首先，對機(jī)器人加工系統(tǒng)進(jìn)行了研究?；贙UKA KR210工業(yè)機(jī)器人平臺(tái)，建立了機(jī)器人

2、銑削加工系統(tǒng)。該加工系統(tǒng)包括KUKA機(jī)器人本體、KR C4控制系統(tǒng)、加工主軸及變頻控制系統(tǒng)、以及加工主軸與機(jī)器人的連接法蘭等部件。KR C4控制系統(tǒng)通過Profibus/Dp與變頻控制器進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)對加工主軸的控制。在此基礎(chǔ)上，基于FreeCAD和MasterCAM軟件，建立了加工系統(tǒng)仿真平臺(tái)，用于離線仿真模擬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡及加工工藝規(guī)劃。
　　其次，應(yīng)用三維掃描測量和建模技術(shù)建立假肢接受腔陽模數(shù)字化模型。針對接受腔陽模曲面特

3、征，在Matercam軟件中進(jìn)行加工工藝規(guī)劃。對接受腔陽模的工件、加工工藝、刀具參數(shù)和加工參數(shù)等進(jìn)行設(shè)置，得到假肢接受腔陽模加工所需的刀具路徑（包括刀具的NCI和NC文件）。
　　在MATLAB中應(yīng)用D-H法建立KUKA機(jī)器人加工系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，對運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆問題進(jìn)行了分析研究。對Mastercam的數(shù)控刀具路徑NCI文件進(jìn)行分析，提取加工刀具的位置姿態(tài)信息。通過位置變換和位姿坐標(biāo)變換，將其轉(zhuǎn)換為機(jī)器人加工系統(tǒng)刀具的位姿文件，進(jìn)而