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...     

机器人的三种规则曲线插补算法

针对机器人末端执行器在笛卡尔空间中的轨迹规划方法,研究了空间直线、平面圆弧、空间圆弧等三种基本规则曲线的插补算法.此算法在理论上可使所有插补点均落在所要求的曲线上,算法精简且无累积误差.研究成果已在实际机器人中得到实现.     

复杂母线旋转体工件磨削加工的插补模型及算法研究

复杂母线旋转体工件磨削加工是数控磨削加工研究的热点之一。因此,利用圆弧样条插补和圆弧插补相结合的方法,建立复杂母线旋转体工件磨削加工的插补模型和求解算法,设计复杂母线旋转体工件磨削加工的插补方案,分析其加工误差。实例仿真研究验证了插补模型和算法的合理性与可行性。     

6自由度机器人梯形速度控制直线插补算法研究

本文通过对6自由度关节机器人的运动学分析,设计了机器人梯形速度控制在空间内的直线插补算法,通过固定一个坐标轴的方法设计了平面内6自由度机器人直线插补流程,用VC++语言编写了机器人直线插补程序,并通过仿真和实验进行验证,结果证明运动学算法是可行的.     

机器人砂带磨削控制参数优化设计

基于磨削材料去除模型,进行工件曲面砂带磨削的控制参数优化设计.在假设磨削接触满足赫兹接触的前提下,通过对单颗磨粒切除材料机理分析,推导岀磨削过程的材料去除模型.选定了机器人砂带磨削控制参数中的设计变量,确定目标函数,建立了约束条件和数学模型,针对具体砂带磨削的控制参数进行优化,仿真结果表明优化方法的可行性.     

一种新的数控磨削加工两坐标联动轨迹插补算法

根据可转位刀片的几何形状特点和磨削加工原理，建立了刀片刀尖圆弧加工的简化运动模型，提出了新的可转位刀片刀尖角圆弧数控磨削加工两坐标联动插补算法，分析了算法的插补精度。     

数控插补方式实现外球面高精度磨削的方法

针对高精度、高硬度球面加工难的问题,提出一种数控插补方式实现外球面高精度磨削的方法,利用数控外圆磨床的高精度圆弧插补功能,在通用数控外圆磨床上、使用普通砂轮实现高硬度外球面的高精度磨削。论述了外球面数控插补磨削的原理,优化了对刀方法,通过自动"修整-磨削-修整"来减小砂轮磨损的影响,自主编制开发了一套参数化的球面磨削程序,集成球面磨削的全过程,实现了磨削过程全流程数字化,最后采用此方法磨削硬度为HRC60的球形零件,球面轮廓度达0.002mm、粗糙度达Ra0.15μm。     

插补优化算法的研究

讨论的插补算法是逐点比较法的优化算法．它不仅继承和采用了逐点比较法所具有的通用性和简便性，而且克服了逐点比较法所存在的一些缺点，具有一系列优点。重点讨论了此种算法的插补原理、算法和软件实现的方法。     

数控直线插补的优化算法

在逐步比较法的基础上，提出一种数控直线插补的优化算法，并对该插补算法的原理及其实现过程进行了阐述，并通过插补实例和实践应用证明其优越性。     

基于圆弧插补的时间分割插补算法改进

针对开放式数控系统中的运动控制算法,分析了一种在轮廓加工中很有效的数据采样插补算法,即时间分割法,并对这种算法的圆弧插补算法进行了改进,提高了插补精度。     

几器人砂带磨削系统的夹具优化

根据复杂曲面磨削任务对机器人的实际要求,提出了一种PPPRRR砂带磨削机器人构型,利用D—H法建立了机器人的运动模型及正反解方程。建立了基于该构型机器人砂带磨削系统的曲面磨削数学模型,在此基础上以高尔夫球头为典型工件代表,分析了利用夹具改变零件的装卡姿态及改变磨削机与机器人相对位置对工件可磨削性的影响,利用蒙特卡洛方法优化了磨削机与机器人的相对位置及零件装卡姿态,提高了磨削机器人系统的加工性能。     

多面形非圆曲面数控磨削加工实时插补方法研究

对任意n面形非圆曲面数控磨削加工控制与实时插补方法进行了系统研究，建立了多面形非圆轴孔连接数控磨削加工运动控制模型。提出一种多坐标联动基于圆心角分割的轨迹实时插补算法，给出了按型面曲率变化保持磨削表面速度均匀的进给速度实时自调整方法，成功地解决了多面形非圆曲面数控加工轨迹实时插补技术问题。     

Designing and Optimization of an Off-line Programming System for Robotic Belt Grinding Process

Off-line programming (OLP) system becomes one of the most important programming modules for the robotic belt grinding process, however there lacks research on increasing the grinding dexterous space depending on the OLP system. A new type of grinding robot and a novel robotic belt grinding workcell are forwarded, and their features are briefly introduced. An open and object-oriented off-line programming system is developed for this robotic belt grinding system. The parameters of the trimmed surface are read from the initial graphics exchange specification (IGES) file of the CAD model of the workpiece. The deBoor-Cox basis function is used to sample the grinding target with local contact frame on the workpiece. The numerical formula of inverse kinematics is set up based on Newton’s iterative procedure, to calculate the grinding robot configurations corresponding to the grinding targets. After the grinding path is obtained, the OLP system turns to be more effective than the teach-by-showing system. In order to improve the grinding workspace, an optimization algorithm for dynamic tool frame is proposed and performed on the special robotic belt grinding system. The initial tool frame and the interval of neighboring tool frames are defined as the preparation of the algorithm. An optimized tool local frame can be selected to grind the complex surface for a maximum dexterity index of the robot. Under the optimization algorithm, a simulation of grinding a vane is included and comparison of grinding workspace is done before and after the tool frame optimization. By the algorithm, the grinding workspace can be enlarged. Moreover the dynamic tool frame can be considered to add one degree-of-freedom to the grinding kinematical chain, which provides the theoretical support for the improvement of robotic dexterity for the complex surface grinding.     

面向熔射快速制模的机器人自动研磨系统的开发

为解决熔射制造大中型汽车覆盖件模具过程中人工研磨时间长、劳动强度大等问题,建立了面向熔射快速制模的机器人自动研磨系统.在该系统上进行机器人研磨工艺参数实验研究,得到了研磨角度、机器人行走速度和路径对研磨表面质量的影响规律;在此基础上选择合适的研磨条件,在通过等离子熔射制造的模具表面皮膜上进行了研磨实验.实验研究结果表明,保持适当的研磨压力,选取合理的机器人行走速度、研磨角度、进给量,可得到较好的研磨效果.该机器人自动研磨系统适用于熔射制造的模具及一般模具的研磨过程.     

基于重定位的叶片机器人磨抛系统手眼标定算法

针对叶片机器人磨抛系统中手眼标定存在人工误差、二次误差等因素导致标定精度差等问题,提出了一种基于"重定位"的手眼标定算法.以拍照式三维扫描仪为标定对象,分析机器人手眼标定数学模型,提出利用标准球在机器人末端坐标系中绕工具中心点做定点变位姿运动的标定方案.通过最小二乘法计算扫描仪坐标系下的"重定位"中心坐标,并根据多空间...     

机器人砂带磨削GH4169镍基高温合金表面完整性研究

采用机器人夹持GH4169镍基高温合金来进行砂带磨削试验。对试验装置进行了设计和分析,以确保砂带磨削过程中的磨削压力稳定;采用正交试验获得砂带磨削GH4169时的磨削深度;采用单因素试验确定砂带线速度和磨削压力对GH4169表面完整性的影响规律。试验结果表明：采用粒度为80号的陶瓷磨粒砂带加工GH4169时,其表面粗糙度在0.6~0.7 μm范围内,且随着砂带线速度的增大而减小,随着磨削压力的增大而增大,表面硬度在430~485HV范围内,表面残余应力均为残余压应力,其值在-410~ -60 MPa范围内。     

轮毂曲面机器人力控磨抛路径规划方法

针对复杂轮毂曲面的机器人力控磨抛问题,根据预设的平行扫掠线模式进行曲面分割。在各子曲面,根据接触力及材料去除数值模型,构建以磨抛总量最大及残余磨抛量最小为目标的约束非线性优化问题,进而规划各路径离散点的驻留时间及相邻平行路径间距。通过解决非线性整数规划问题,对磨抛工具在子曲面间的抬降进行规划。实验结果表明,该算法能够规划出全覆盖磨抛路径,磨抛量达到预期,残余磨抛量较为平均,磨抛效率较高。     

具有正偏差特性的快速圆弧插补算法

基于最小偏差插补算法的基本思想,提出了一种新的圆弧插补递推算法,该方法算法简单,执行速度快,且具有正偏差特性。