基于六自由度機(jī)器人平臺(tái)的曲面零件拋光系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、自由曲面在模具、汽車、航空航天、船舶等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。目前，國內(nèi)對自由曲面的研磨、拋光精密加工很大程度上依靠人工作業(yè)。人工作業(yè)不僅拋光效率低、人工成本高、對工人身體健康傷害大；而且拋光質(zhì)量完全依靠工人的技術(shù)水平及經(jīng)驗(yàn)。對曲面零件自動(dòng)拋光技術(shù)研究不僅可以提高拋光效率、改善拋光質(zhì)量，而且可以極大地減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。本文致力于以六自由度工業(yè)機(jī)器人平臺(tái)研究并開發(fā)面向復(fù)雜曲面零件的自動(dòng)拋光系統(tǒng)，主要研究內(nèi)容包括：
　　1.提出一種基于曲率

2、因子和局部曲面片大小因子的刀位點(diǎn)綜合采樣策略；并借助UG/CAE模塊的2D網(wǎng)格劃分器應(yīng)用該采樣策略實(shí)現(xiàn)曲面2D網(wǎng)格離散；提取曲面網(wǎng)格頂點(diǎn)的坐標(biāo)及法向量作為多軸刀位點(diǎn)的數(shù)據(jù)。提出一種基于鏈表思想的改進(jìn)的Dijkstra算法實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃，并采用分段直線段擬合出機(jī)器人拋光運(yùn)動(dòng)軌跡。
　　2.采用六點(diǎn)法通用坐標(biāo)系標(biāo)定方法標(biāo)定一般曲面零件的坐標(biāo)系，并提出一種八點(diǎn)法（平面特征三點(diǎn)、線特征兩點(diǎn)、柱面特征三點(diǎn)）快速標(biāo)定帶有旋轉(zhuǎn)柱面特征工件坐標(biāo)系的

3、方法；利用幾何法實(shí)現(xiàn)拋光刀具半徑及長度補(bǔ)償功能。
　　3.基于機(jī)器人位置控制系統(tǒng)開發(fā)出機(jī)器人拋光力控制系統(tǒng)并通過軟件處理力信號(hào)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人拋光力/位混合控制，并針對該力/位混合控制方式提出了一種恒力拋光策略，對拋光效率、拋光質(zhì)量和刀具壽命有非常明顯的改善。
　　4.以VC++6.0平臺(tái)基于UG開發(fā)了曲面拋光數(shù)據(jù)離線生成系統(tǒng)WHUT-CLGenerator，實(shí)現(xiàn)曲面2D網(wǎng)格離散、多軸刀位點(diǎn)求解、拋光軌跡規(guī)劃和拋光數(shù)據(jù)輸出等功能

4、；基于VC++6.0平臺(tái)開發(fā)了機(jī)器人拋光控制系統(tǒng)WHUT-ROPOLISH，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人I/O通信、初始化設(shè)置、刀具補(bǔ)償、工件坐標(biāo)系標(biāo)定和拋光運(yùn)動(dòng)控制等功能。
　　5.搭建了六自由度通用工業(yè)機(jī)器人曲面拋光系統(tǒng)試驗(yàn)平臺(tái)；以某型號(hào)玻璃瓶模具作為試驗(yàn)工件；應(yīng)用WHUT-CLGenerator系統(tǒng)離線生成拋光數(shù)據(jù)并利用ROBCAD系統(tǒng)驗(yàn)證拋光軌跡的安全性及各多軸刀位點(diǎn)的可達(dá)性后，導(dǎo)入WHUT-ROPOLISH系統(tǒng)中完成該工件的拋光試驗(yàn)，驗(yàn)證