铸件自动打磨用橡胶弹簧的刚度设计

针对自动化打磨头在铸件打磨过程中隔振的需要,本研究以一款自动化打磨头为例,通过理论和有限元分析方法,从结构和尺寸上设计了橡胶缓冲弹簧,并根据打磨头本身结构参数,初步确定橡胶缓冲弹簧的尺寸范围。同时,为进一步确定弹簧尺寸,通过控制变量法,在SolidWorks中对不同尺寸参数的橡胶缓冲弹簧进行建模,并对打磨头进行合理简化,利用hypermesh和ANSYS软件,联合对橡胶缓冲弹簧进行静力学分析,并将分析结果的数据点进行曲线拟合,确定弹簧结构尺寸对弹簧刚度的定量影响,根据实际隔振需要和打磨头结构要求,确定弹簧实际外形尺寸。研究结果表明,弹簧刚度与弹簧截面积和内外径比值成正相关,与弹簧高度成负相关。因此,当弹簧高度为15 mm,弹簧外径为120 mm,弹簧内径为13 mm时,满足刚度设计要求。该研究为国内自动化打磨头隔振的研究和铸造业智能化发展提供了重要参考。

基于线激光扫描器表面测量装置的结构设计

为提高在线表面测量的速度和精度,本文基于线激光扫描器,利用SolidWorks三维建模软件,设计了一套在线轮廓测量装置。装置采用交流伺服电机与丝杠组合,实现扫描器的纵向可控运动;同时,采用细牙螺纹与圆柱导杆的组合,实现可手工精密调节扫描器到工件表面的距离;采用两个位置可调的接近开关,实现扫描头运动范围的安全控制;主体结构采用铝合金型材搭建,满足了对结构的高强度、高刚度和轻量化的要求。根据运动部件的质量、运动副的摩擦力,以及加减速和最高速的要求,通过分析计算,对伺服电机进行合理选型,并对垂直调节机构进行有限元分析。最后,通过对实际装置的现场测试,各项功能均达了设计要求。该设计为三维轮廓在线测量的研究提供了参考依据。

无标记线激光扫描轮廓表面的数据处理与重构

针对表面粗糙的金属铸件自动识别打磨问题,本文采用基恩士的LJ-V7300线激光无标记扫描器,采集工件特定区域的轮廓表面图像数据,分析了图像数据中无效数据的产生原因,建立了剔除无效数据和增强被打磨区边界识别能力的算法,并对已去除无效数据的区域选择,建立了重构该区域三维几何轮廓面算法,并在Matlab平台下构建了工件真实有效的打磨区域,为线激光扫描测量和重构轮廓表面提供了一种应用方法。该研究对工业机器人铸件的自动打磨与分析应用具有重要意义。