工业机器人砂带磨抛异形管件关键技术研究

作     者：苏康 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：尹韶辉;叶青山

授予年度：2021年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：磨抛工艺平台 异形管件 工业机器人 离线编程 路径规划 

摘      要：随着智能制造技术的快速发展,人们对零件复杂曲面磨抛质量的要求越来越严苛,为使自行车管件表面满足喷漆处理、防锈以及美观等要求,其表面都需要进行磨抛处理,主要包括粗磨、精磨、粗抛、电镀以及精抛等。在磨抛加工中,磨抛形状不规则工件的加工方式大都是工人手工磨抛,此种方式虽然可以达到工件所需的表面磨抛质量,但其磨抛质量的稳定性、均匀性无法保证,且人工磨抛的环境存在噪音、金属粉尘等。因此,针对自行车车架等异形管件的磨抛问题,本文提出由工业机器人代替工人进行磨抛加工,具体的研究内容如下:(1)搭建异形管件磨抛工艺平台,主要包括工业机器人本体(HSR-JR620L)、“粗精一体双工位砂带机、华数工业机器人电气控制柜、砂带机电气控制柜、PLC总控制柜、工件放置及转换工作台等。设计专门用来夹取异形管件的夹具,并将此专用夹具安装在工业机器人末端(机器人第六轴)用以代替人手夹取异形管件。(2)使用华数工业机器人离线编程软件Inte Robot对异形管件的磨抛路径轨迹进行仿真,路径仿真成功后生成运动控制代码并载入到HSpad示教器调试磨抛轨迹点。依据机器人运动学正逆解对磨抛轨迹点进行优化使得其可以平滑过渡。调试完成后,机器人与砂带机联合工作进行异形管件的磨抛。(3)试验研究磨抛工艺参数对表面质量的影响规律,在此工艺参数下对两个异形管件进行磨抛并与手工磨抛进行对比。由磨抛结果可知:手工磨抛后的表面粗糙度平均值为Ra0.697μm,且其不同表面的表面粗糙度平均值在Ra0.628-0.754μm范围内。而工业机器人磨抛后的表面粗糙度平均值分别为Ra0.423μm、Ra0.399μm,且其不同表面的表面粗糙度平均值在Ra0.417-0.428μm、Ra0.395-0.404μm范围内。经对比可知,机器人磨抛的表面质量精度较高、稳定性及均一性较好。