机器人砂带磨削路径优化插补算法

为解决经典泰勒插补算法生成的加工轨迹在加工中产生的过切问题,在机器人打磨离线编程系统上进行了机器人打磨路径插补算法的研究。通过对比各种路径刀位点生成方法,提出一种改进的泰勒插补算法。该算法在加工路径曲率变化较大的区域刀位点自适应地致密,避免了弓高误差超差引起的过切;当加工路径较为平滑时,刀位点稀疏,保证加工效率。通过设计优化算法与经典算法的对比磨削试验,验证了该插补算法的有效性。     

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.     

机器人砂带打磨路径规划

为了解决机器人砂带打磨系统在路径规划中产生的偏置刀触线局部自相交问题,保证机器人打磨系统的加工质量和效率,构建了一种基于映射法和轮廓提取法的偏置刀触线去自交的算法.首先,研究了基于等残留高度法的轨迹生成的原理;然后,分析了轨迹生成时刀触线自相交的原因,为解决此问题,提出了基于映射法和轮廓提取法的偏置刀触线去自交的算法;...     

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。     

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.     

基于力反馈的机器人砂带磨削虚拟示教轨迹规划方法

提出了一种基于力反馈的机器人砂带磨削虚拟示教轨迹规划方法,开发了一套机器人虚拟示教系统。该系统通过给予操作者连续的磨削力觉反馈和视觉仿真,使操作者沉浸在一个虚拟现实的环境中,能够像真实的手工磨削一样动态地规划工件的磨削轨迹和参数,以避免加工干涉并获得较好的加工表面质量。为了提高示教精度和效率,建立了一个虚拟夹具模型来辅助并引导操作者快速地完成复杂零件的轨迹规划任务。实验研究表明,该方法生成的轨迹能够有效避免机器人磨削复杂零件时的各类干涉,对提升机器人砂带磨削轨迹规划效率具有重要意义。     

考虑去除深度的砂带磨削路径规划方法

目前多数研究将加工轨迹规划作为单纯的几何问题,没有考虑力学影响,难以满足高精度加工要求。为了提高砂带磨削的加工精度,以其路径规划为研究对象,提出了一种基于去除深度的路径规划方法。基于赫兹接触理论,建立了砂带与工件接触区域的压强分布模型。基于Preston方程推导了材料线性长度去除深度方程,并最终建立了材料去除深度模型。以去除深度模型为基础,以残留高度为约束,建立了砂带磨削加工间距的规划方法,并给出了加工坐标的计算公式。实验结果表明,该路径规划方法可以避免过加工与欠加工现象,有效降低工件表面的残留高度,提高产品加工质量。     

砂轮磨削与砂带磨削的比较

论述了砂带磨削的优良特性,并在生产率,生产成本和经济效益等方面与砂轮磨做了比较。     

砂带磨削的试验和应用

本文介绍了机加工中的新磨削方法－砂带磨削。该装置结构简单、操作方便，具有较高的经济效益。同时，提出了操作中应注意的事项。     

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。     

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.     

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。     

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...     

开式砂带磨削参数对表面粗糙度影响的分析与优化

根据砂带磨削的原理设计了开式接触轮式砂带磨削装置,并将其应用于普通车床,对机械加工中较难加工的细长轴进行砂带磨削试验。通过试验分析了砂带转速、工件转速、磨削深度等因素对工件表面粗糙度的影响,并对磨削参数进行优化。结果表明在车床上采用开式接触轮式砂带磨削装置对细长轴进行精加工,能有效地降低表面粗糙度。在工件转速nW=1 000 r/min、砂带转速nS=3 r/min、磨削深度ap=0.07 mm、纵向进给速度f=0.02 mm/r条件下,能获得最优的表面粗糙度Ra0.48μm。     

磨削工艺对车轴表面应力状态影响分析及工艺优化

为了优化车轴表面残余应力状态,保证车轴疲劳可靠性,通过试验方法对50钢车轴在不同磨削工艺参数下的表面应力状态进行了考察,得出了影响轴颈、防尘座以及轮座磨削表面残余应力参数的主次关系以及参数大小,并结合实际工艺条件给出了最优的工艺参数匹配以及合理的参数区间。     

磨削工艺对车轴表面应力状态影响分析及工艺优化

为了优化车轴表面残余应力状态,保证车轴疲劳可靠性,通过试验方法对50钢车轴在不同磨削工艺参数下的表面应力状态进行了考察,得出了影响轴颈、防尘座以及轮座磨削表面残余应力参数的主次关系以及参数大小,并结合实际工艺条件给出了最优的工艺参数匹配以及合理的参数区间。     

自适应跟踪算法在非圆柱表面磨削加工中的应用

研究了非圆柱表面磨谢加工新方法,对该磨削加工方法的关键技术进行了探讨。提出了采用自适应跟踪控制算法,使控制系统对给定高次曲线具有较强的跟踪精度,从而保证非国表面轴类磨创精度。     

强力砂带平面磨削的磨削机理（上）

报导了在强力砂带磨削工艺实现与磨削机理研究等方面所做的工作，重点介绍了磨削加工精度、磨削温度、砂带磨损、工件表面残余应力等磨削机理方面的研究结果。这些研究结果对完善磨削机理和强力砂带平面磨削工艺在我国广泛应用具有重要的理论和实践意义。