整体螺旋桨机器人砂带磨削加工工艺技术及试验研究

作     者：尹咸 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄云;杨俊峰

授予年度：2015年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主      题：整体螺旋桨 机器人砂带磨削 机器人离线编程 整体螺旋桨加工装备 

摘      要：整体螺旋桨是船舶中提供前进后退动力的核心部件,它是船用推进器中使用非常广泛的一种,它的质量影响着船舶的推进效率,而整体螺旋桨的加工质量可以反映出一个国家的造船实力。整体螺旋桨将叶片和轮毂制造成一体,取代传统桨叶和桨榖分开制造,最后装配的工艺。具有结构简单、零件数量少和工作可靠等优点,但整体螺旋桨的制造工艺也相对复杂,目前国内整体螺旋桨主要采用铸造、铣削和最后人工打磨的方法,人工抛光很难保证其加工质量。机器人加工具有结构简单,成本低,易于扩展等优点。本文开展整体螺旋桨机器人砂带磨削方法研究,通过对螺旋桨的材料和结构特性的分析,得到合适的加工方案;通过机器人离线编程得到机器人加工整体螺旋桨的程序。机器人抛光解决整体螺旋桨磨削时桨叶间干涉以及手工打磨质量低下等难题,对实现整体螺旋桨的表面加工具有非常重要的意义。本文的研究工作如下:①分析螺旋桨的材料特性和结构特性,并得出合适的叶面砂带磨削加工方法。分析提出并采用接触轮式磨削方法加工桨叶,采用其它磨具磨削桨榖和叶根等方法。②针对整体螺旋桨的加工技术要求,提出砂带磨削整体螺旋桨路径规划和轨迹规划。基于UG二次开发提取螺旋桨叶面点位信息。③通过机器人运动学分析和矩阵逆运算,根据实际加工需要,选取合适的机器人加工指令,通过离线编程得到机器人抛光螺旋桨的加工程序。④在UG环境中通过对软轴机磨削以及电机驱动磨头磨削进行分析,讨论各装备方案的优缺点,得到适合于整体螺旋桨加工的装备方案以及控制方案。⑤通过机器人加工整体螺旋桨试验验证方案与程序的正确性。