用于复杂空间曲面加工的机器人磨削系统

开发的用于复杂曲面的磨削机器人磨削系统由六自由度ABB机器人和砂带磨削机组成,其工艺流程包括工具和工件位姿标定、加工路径离线编程、自动磨削加工和检测。弹簧、比例阀构成的力补偿系统保证了磨削过程中接触力的稳定。该系统加工出的汽轮机叶片形面误差和表面质量比传统方法加工出的叶片有大幅度提高。     

机器人柔性磨削机床的恒磨削力补偿机构及其动力学分析

介绍了用于机器人柔性磨削系统的柔性砂带磨削机床,提出了恒磨削力补偿机构。分析了机器人柔性砂带磨削机床转位机构实现在线多工位磨削加工的创新设计和恒磨削力补偿机构的原理。建立了恒磨削力补偿机构的运动学、静力学和动力学数学模型,并对其进行了数值仿真。讨论了机器人柔性砂带磨削机床的结构参数对恒磨削力补偿机构的运动学特性和动力学特性的影响,为机器人柔性砂带磨削机床的机械设计和机器人的轨迹规划提供了理论依据。最后,对具有恒磨削力补偿机构的柔性磨床组成的机器人柔性磨削系统进行叶片加工实验,结果表明其加工精度完全满足复杂曲面的高加工精度要求。     

叶片机器人砂带磨抛的轨迹规划研究

为了提高叶片磨削的加工质量和效率,将机器人和砂带磨削技术相结合,并应用到叶片加工领域中,介绍了该系统的特点和工作流程。比较了多种加工轨迹生成技术,确定采用等弦高误差法和等残留高度法,作为机器人磨削加工中步长和行距的计算方法。针对上述两种方法在叶片加工中存在的缺陷,对其做出了相应的改进;为了对改进后的算法进行评价,进行了手工磨抛和机器人磨抛两种加工方式的对比试验。研究结果表明,在粗糙度和表面一致性方面机器人加工明显优于手工加工,试验验证了机器人加工的可靠性和算法的有效性。     

叶片进排气边智能磨削检测一体化系统

为了实现对叶片进排气边的高精度、高效率和高一致性的加工与检测,本文在光学扫描测量技术和柔性砂轮自适应磨削技术的基础上,搭建了叶片进排气边智能磨削检测一体化系统。该系统以智能制造的设计理念为核心,包括了在线测量系统、机器人系统、柔性磨削系统和智能制造控制系统等多个子系统。在应用过程中,首先采用光学坐标测量机对叶片进排气边进行快速的数字化测量并建立加工余量模型,然后在磨削专家系统的协调和控制下,利用工业机器人抓取叶片并执行磨削运动和叶片工位传递,最后在柔性砂轮上完成进排气边的自适应磨削加工,从而完成了进排气边的"测量-磨削-测量"的自动化全过程。本文在该系统上进行了叶片进排气边的磨削与检测实验,从而对系统的加工精度及加工方案的可行性进行了验证。实验结果表明,该系统的加工精度和效率能够满足叶片现代化生产的要求,具有很大的现实意义和实际应用价值。     

基于砂带修形磨削的磨削量影响参数数学模型研究

分析了影响磨削量的主要因素,包括砂带的磨削寿命、砂带线速度、机器人进给速度、浮动梁气压、相邻路径间距、接触轮特性、砂带摆动幅度、磨削液和磨削振动,建立了完整的磨削量与加工参数的数学模型.通过磨削实验分析了影响磨削量的主要因素,机器人砂带磨削系统对机器人进给速度变化的响应有延迟现象,修形磨削时,相邻两磨削点间的距离需要与机器人进给速度变化情况相匹配.根据实验数据对磨削实验进行了拟合建模.得到了砂带寿命数学模型、磨削量和砂带线速度关系模型、磨削量和浮动梁气压关系模型、磨削量和机器人进给速度关系模型.最后,通过力反馈控制进行了修形磨削实验和叶片磨削实验,磨削精度和力控制精度满足设计要求.     

一维力控制机器人砂带磨削机设计

设计了一种新型机器人砂带磨削机.使用导轨滑块机构解耦出磨削压力,借助气动比例减压阀,以及力传感器实现磨削力的控制,用变频嚣调节磨削速度,结合机器人扫描和工件进给速度的控制,能够很好地完成高精度磨削加工,提高了产品的加工精度和生产效率.     

机器人磨削用于高硬度弧齿锥齿轮倒角

为实现高硬度复杂曲面齿廓结构的弧齿锥齿轮自动化倒角磨削加工,开发一种带有浮动补偿功能的机器人倒角磨削系统.研究机器人磨削用于弧齿锥齿轮倒角时的加工工艺以及磨削原理,得到适用于弧齿锥齿轮自动化倒角方法并验证可行性.工艺流程包括工具和工件坐标系标定、倒角路径离线编程、自动倒角加工、尺寸检测.该系统加工出的倒角加工面尺寸误差、表面质量、一致性、效率与传统加工相比有了很大的提高.     

可在线更换磨削轮的砂带磨削机床的研制

介绍了应用于机器人磨削加工系统中的可在线更换磨削轮的砂带磨削机床的结构原理。阐述了在线更换磨削轮的砂带磨削机床的磨削方式及其磨削力控制结构原理。     

机器人砂带磨削的曲面路径优化算法

机器人砂带磨削系统的两个显著优点是弹性接触和宽行加工,能够提高工件的表面质量和加工效率,主要用来完成复杂曲面特征工件的终加工.工件和接触轮之间存在曲面接触,机器人的磨削路径可由接触运动学理论和砂带磨削工艺相结合来生成,有关此方面的研究成果较少.在切削过程中,最重要的是要保证接触轮与工件曲面局部贴合,因此曲面曲率是磨削路...     

船用螺旋桨叶片砂带磨削加工自动编程技术研究

介绍了自由曲面数控加工编程技术的国内外研究现状。根据船用螺旋桨叶片砂带磨削的加工特点,将螺旋桨叶片砂带磨削加工自动编程系统划分为五个功能模块,研究了砂带磨削加工刀具轨迹的生成过程。