基于变参数阻抗控制的机器人恒力打磨研究

面向机器人恒力打磨需求,文章设计了阻抗参数在线调整与离线优化的自适应阻抗控制算法,实现了打磨力控制。自适应阻抗控制算法将刚度参数作为时变参数,根据打磨接触力实时在线调整,以消除打磨过程中的稳态误差。针对阻尼参数和惯性参数难以整定的问题,以降低系统超调量和调整时间作为优化目标,采用改进粒子群算法进行阻抗参数离线优化。进行了机器人恒力打磨仿真,仿真结果表明,该方法可以综合改善机器人的恒力控制性能。开展了机器人恒力打磨实验,实验结果表明,该方法可以有效地提高机器人打磨表面质量。

一种基于恒力打磨的机器人自动加工方法

针对薄壁件的自动打磨问题,提出了一种简单有效的恒力打磨加工方法。从硬件组成、软件控制、关键技术研究3个方面出发,系统地介绍了薄壁件打磨加工系统:通过在KUKA工业机器人末端的气动柔顺力控制功能使得打磨工具始终压紧被加工表面,且压力大小保持恒定,根据规划路径调整机器人的末端位姿,同时以真空抽气机抽取打磨过程生成的杂质到清洁罐,进一步保证打磨的质量。最后,对实验样件进行打磨并采用ZYGO表面轮廓仪分析,证明了该方法的有效性。

基于水龙头的恒力抛光打磨工作站设计

为了提高水龙头复杂型面抛光打磨的质量,针对传统的水龙头加工方式不足,提出了恒力打磨的方案,对水龙头抛磨机器人工作站进行了优化,实现全自动恒力抛光打磨。该方案可提高水龙头的加工质量,经实践证明,铸件表面粗糙度可达到0.8 mm,加工周期缩短了至少20%,完全达到设计的目标,有效地解决了传统制造业抛光打磨报废率过高的技术难题。

基于力/位混合控制的机器人打磨

为了研究打磨机器人在作业时的位置与法向力控制问题,在目前非恒力打磨的情况下,提出了位置与法向力配合控制打磨的方法。实现打磨的过程分为接触打磨、轨迹恒力打磨、凸起长效打磨。传统的力控制为基于伺服位置环的方式,在此基础上还进行了基于速度伺服的力/位混合控制方式研究。在基于速度环的控制方式上进行了基于末端传感器的力/位混合控制策略研究。对比传统机器人打磨方式,该控制方式在保持较高法向力控性能的基础上,还将末端力的反馈用于切向的位置控制,进一步提升了力控与位控性能。并对速度环的速度、位置环的位置两个量与末端传感器的力进行了转换关系求解,对力、位控制闭环反馈关系进行阐述并进行阶跃响应与正弦响应仿真,验证了该力控方法对打磨机器人的控制性能。

复合材料蒙皮的打磨工艺技术研究

为研究复合材料飞机蒙皮机器人恒力打磨过程中工艺参数对材料去除和表面质量的影响规律,搭建基于视觉引导的飞机蒙皮机器人恒力打磨系统,通过打磨实验结合有限元方法进行研究,分析不同打磨参数下的材料损伤机制。结果表明:影响加工表面质量的主要因素是磨粒尺寸,其次是打磨压力。在一定范围内,材料去除量跟打磨压力、磨具转速成正相关。建立CFRP材料去除模型,确定最优参数组合,通过实验拟合出面向CFRP的材料去除系数,设计实验对材料去除模型进行验证,在保证Ra<0.6μm的基础上实现了蒙皮材料的快速均匀去除。

基于3D视觉和力控技术的复杂曲面打磨系统

本文研究设计了一套基于3D视觉和力控技术的复杂曲面打磨系统,以机器人打磨代替人工打磨,解决了人工打磨耗时长、效率低、质量难以保证等问题,大大提高了复杂曲面打磨的工作效率和生产质量。本文利用3D视觉系统对复杂工件外形进行识别并进行打磨路径规划,利用恒力打磨装置控制打磨接触力,最终通过现场实际应用,达到了较好的应用效果。

客车自动打磨机器人控制系统设计与开发

针对目前大中型客车车身人工打磨中耗时长、劳动强度大、安全隐患多的问题,设计并开发了一套基于库卡工业机器人的自动打磨控制系统。通过设计的自适应结构使打磨头能完整的贴合在车身表面,并利用六维力传感器反馈的受力情况构成闭环反馈实时调整机器人姿态补偿车体尺寸误差以保证恒定的打磨力。在此基础上,开发了客车自动打磨机器人专用软件系统,完成了打磨轨迹的规划和加工过程的仿真,将生成的打磨路径拷贝到机器人控制系统后即完成打磨。实验结果表明:控制系统运行稳定,并从统计数据中总结出漆面厚度去除量与打磨力成正比关系,与打磨速度成反比关系,同时与砂纸牌号有关;表面粗糙度与打磨力、打磨速度关系不大,主要与砂纸牌号有关。

基于视觉技术的铸件打磨机器人设计

通过分析铸件毛坯现有打磨技术的劣势,提出自动扫描三维重构铸件模型,获取工件3D点云数据,然后根据打磨工艺自动规划路径并进行离线编程,获得机器人运动程序,最后按照工艺路径自动完成铸件打磨的工艺方案。在综合考虑成本、功能、力学及干涉等各方面因素的基础上,确定打磨装备的整体布局形式,并对专用恒力打磨机构、视觉系统等关键部件作了详细设计与阐述。利用现有的机械设备、工业相机及线激光组成的视觉系统对实验工件进行三维模型重构,结果显示:模型尺寸精度在±0.1 mm以内,扫描速度为1 000 mm/min。打磨实验显示:打磨后工件表面粗糙度值小于Ra6.3μm,整个打磨表面平整度也满足检测需要,单台设备打磨效率达到人工的10倍左右。

机器人打磨抛光智能控制系统研究与开发探讨

本文结合机器人打磨抛光项目,对机器人打磨抛光系统模块进行了阐述,并对机器人智能打磨抛光控制系统进行了研究与探讨。论述了当今机器人打磨抛光现状,总结出以恒力打磨抛光装置和分布式控制方式提高工件打磨抛光质量的方法,为机器人智能打磨抛光的应用提供借鉴参考。

基于工业机器人的油泵壳体打磨系统研究

针对壳体类铸件形状复杂、人工劳动强度大、打磨去毛刺效率低下等问题,以实际生产为导向,旨在设计一种工业机器人打磨去毛刺自动化系统,代替低效率的人工劳作,提高企业的生产效率和节约成本。该系统通过选用浮动去毛刺工具,其柔性顺从补偿特性能够可施加恒力并补偿位移,可以柔性对毛刺进行去除,不仅不会伤害到工件的表面质量和精度,还可以减少工件定位造成的误差,对于编程难度的降低起到很大作用。系统采用机器人走固定轨迹,浮动打磨头刚度调整适当值,磨头浮动,做恒力打磨。通过实际验证,机器人打磨去毛刺后切削面光滑平整,切削面一致性、均匀性较高,机加面与铸造面锐边棱角打磨可达率约在85%,达到预期效果。

一种二位置开关触指自动打磨设备设计

本文简要介绍了二位置开关触指的用途、检修车间手工打磨工艺现状及存在的主要问题。针对触指检修,设计开发了用于触指自动打磨、非接触式参数检测的自动化设备,该设备主要由六轴机械手、3D激光检测系统、恒力控制双工位打磨砂带机、上下料机构夹爪组成并介绍了各个设备的用途及主要技术参数。同时,详细介绍了打磨、抛光的工艺过程及主要工艺参数,并列举了触指检测的工艺过程及简单的算法。经过现场实际应用,设备性能符合设计预期,有助于提升触指检修工作效率和质量。

飞机起落架结构件智能打磨技术研究

为有效保护打磨过程中人员身心安全,消除粉尘噪声污染,提高产品表面加工一致性,开展了飞机起落架结构件智能打磨技术研究,建设了飞机起落架智能打磨单元,根据起落架特有的结构特点,制定了与之匹配的工艺流程。飞机起落架结构件智能打磨单元由ABB六轴机器人、打磨工作台、多工位刀具库、扫描定位系统、负压集尘系统、防护罩以及电控系统等11个模块构成。详细介绍了起落架结构件智能打磨工艺流程、单元组成、数控编程、激光扫描测量、恒力浮动打磨、快换装置等相关技术,打通了起落架结构件智能打磨的产品研制过程,实现了高效化、专业化生产。飞机起落架结构件智能打磨技术为建设柔性、智能、绿色环保的起落架制造装配系统提供了技术支持。开展飞机起落架结构件智能打磨技术研究,是提升起落架质量、性能、效率的必经之路。