基于六自由度機器人平臺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、船舶等領域有著廣泛應用。目前，國內對自由曲面的研磨、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；而且拋光質量完全依靠工人的技術水平及經驗。對曲面零件自動拋光技術研究不僅可以提高拋光效率、改善拋光質量，而且可以極大地減輕工人勞動強度。本文致力于以六自由度工業(yè)機器人平臺研究并開發(fā)面向復雜曲面零件的自動拋光系統(tǒng)，主要研究內容包括：
　　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綜合采樣策略；并借助UG/CAE模塊的2D網格劃分器應用該采樣策略實現(xiàn)曲面2D網格離散；提取曲面網格頂點的坐標及法向量作為多軸刀位點的數(shù)據(jù)。提出一種基于鏈表思想的改進的Dijkstra算法實現(xiàn)路徑規(guī)劃，并采用分段直線段擬合出機器人拋光運動軌跡。
　　2.采用六點法通用坐標系標定方法標定一般曲面零件的坐標系，并提出一種八點法（平面特征三點、線特征兩點、柱面特征三點）快速標定帶有旋轉柱面特征工件坐標系的

3、方法；利用幾何法實現(xiàn)拋光刀具半徑及長度補償功能。
　　3.基于機器人位置控制系統(tǒng)開發(fā)出機器人拋光力控制系統(tǒng)并通過軟件處理力信號實現(xiàn)了機器人拋光力/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、拋光質量和刀具壽命有非常明顯的改善。
　　4.以VC++6.0平臺基于UG開發(fā)了曲面拋光數(shù)據(jù)離線生成系統(tǒng)WHUT-CLGenerator，實現(xiàn)曲面2D網格離散、多軸刀位點求解、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平臺開發(fā)了機器人拋光控制系統(tǒng)WHUT-ROPOLISH，實現(xiàn)機器人I/O通信、初始化設置、刀具補償、工件坐標系標定和拋光運動控制等功能。
　　5.搭建了六自由度通用工業(yè)機器人曲面拋光系統(tǒng)試驗平臺；以某型號玻璃瓶模具作為試驗工件；應用WHUT-CLGenerator系統(tǒng)離線生成拋光數(shù)據(jù)并利用ROBCAD系統(tǒng)驗證拋光軌跡的安全性及各多軸刀位點的可達性后，導入WHUT-ROPOLISH系統(tǒng)中完成該工件的拋光試驗，驗證