机器人柔性抛光机床的研究

为满足机器人柔性抛光系统和抛光工艺要求,在抛光加工过程中,机器人柔性抛光机床的抛光轮轮径检测机构可使抛光轮与工件接触点的位置和线速度始终保持不变,这样抛光轮与工件接触点的线速度以及机器人的抛光路径不会随抛光轮的磨损而改变.该机器人柔性抛光机床还具有抛光力控制功能,可控制抛光轮与工件之间的抛光力保持恒定或小于阈值抛光力.     

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.     

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。     

齿轮齿条直线倍程机构在机器人柔性抛光机床中的应用

介绍了根据齿轮齿条直线倍程机构原理设计的机器人柔性抛光机床的轮径检测机构.此机构不仅满足机器人柔性抛光系统对磨损后抛光轮的轮径检测需要,而且还满足抛光轮磨损后抛光轮与工件接触点的位置不变,简化了系统编程,提高了系统的可靠性.     

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.     

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。     

集成力反馈的虚拟砂带抛光示教系统设计与实现

通过传统的编程方式(在线示教、离线编程)定义复杂曲面的抛光轨迹是一项复杂繁琐的工作,为了给机器人砂带抛光示教过程提供一种更加自然有效的交互方式,应用虚拟现实技术和力觉反馈技术,首先提出砂带抛光的力觉模型;然后,在此基础上,集成Phantom Desktop~力反馈设备开发了一套虚拟示教系统。用户在示教过程中能够更加自然真实地根据实时反馈力动态调整抛光力度、位姿等参数,获得理想的抛光质量。应用该系统进行的力学验证实验和工件加工表面质量评估实验表明:所提出的力觉模型能够准确模拟真实抛光过程中工件的受力情况,机器人在应用该虚拟示教系统进行示教后,所加工出的工件可获得与手工抛光相比拟的抛光质量。     

机器人柔性砂带磨削加工力控制研究与应用

为了实现柔性加工复杂曲面工件,设计了一种机器人柔性砂带磨削力控制系统。该系统不仅可以兼顾灵活变换机器人的位姿,而且又根据砂带磨抛机加工效率高的特点,比传统磨床更具柔性,更能适应加工复杂曲面工件。磨抛机既能使砂带柔性张紧和快速地调偏,还能实现被动力控制。机器人末端通过安装的六维力传感器,实现机器人的主动力控制。将这两种力控制技术有效结合起来,组成了机器人柔性砂带磨削力控制系统,能够更好地实现磨削过程中的磨削力控制。最后,该机器人柔性磨削力控制系统对钛合金试块和航空复杂曲面叶片进行加工实验,结果都表明工件的表面加工一致性好,而且其表面质量完全满足加工工艺要求,证明了该机器人柔性砂带磨削加工力控制系统的实用性和有效性。     

基于接触力控制的抛光轮磨损在线补偿策略研究

提出了一种用于玻璃多面体磨削成形加工设备的抛光轮磨损在线补偿策略,由抛光接触力实时估算、抛光轮磨损预测算法和前馈-反馈混合方式接触力控制模块构成。该补偿策略无需采用精密测距传感器即可解决抛光轮长期运行磨损所导致的半径参数持续漂移。文中详细论述了抛光轮磨损在线补偿策略的原理和实现方式,并在实验室构建了玻璃多面体精密高效磨削加工原型机,对该补偿策略进行了应用测试。从加工样本采集的测试数据与理论分析呈现了良好的一致性,验证了所提出方法的正确性和有效性,及其在玻璃多面体磨削成形加工应用中的广泛应用前景。     

基于HMI工业机器人砂抛单元砂带磨损补偿管理系统的开发

在工业机器人砂抛柔性加工单元成功开发和先前研究的基础上,为了进一步解决因砂带磨损导致的工件磨削量减少,加工工件一致性差等问题,基于HMI建立了砂带非线性提速补偿的自动管理系统,实现了在对工件磨削量进行监控的同时,可根据砂带的磨损程度进行相应的补偿,自动化管理砂带并实现砂带在线报废、报警的目标,促进了砂抛生产过程的自动化。