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未知工件CAD信息的气囊抛光技术研究

流体传动与控制 2013年第5期 5-9页

作者：王忠飞吴挺计时鸣浙江工业大学特种设备制造与先进加工技术教育部重点实验室浙江杭州310014

为解决传统的气囊抛光操作都需要工件CAD信息所引起的抛光效率低下、操作复杂等问题,现将一种能够在线自动重构工件几何信息技术应用到机械臂气囊抛光系统中。介绍了抛光工件未知曲面在线重构的操作方法,从而获取工件未知曲面的法矢量,... 详细信息

为解决传统的气囊抛光操作都需要工件CAD信息所引起的抛光效率低下、操作复杂等问题,现将一种能够在线自动重构工件几何信息技术应用到机械臂气囊抛光系统中。介绍了抛光工件未知曲面在线重构的操作方法,从而获取工件未知曲面的法矢量,提出了抛光气囊头与工件未知曲面接触力的主动控制方案,将传统的力/位并行控制算法模拟人的大脑,试着去识别工件表面的几何变化趋势,建立了具有时变约束的在线最优轨迹规划算法。通过在机械臂气囊抛光实验设备中对一未知几何信息的工件进行了自动抛光操作,对抛光效果和抛光过程中的接触力进行了实验对比和数据分析。结果表明,该策略在应用改进的力/位并行控制算法跟踪和识别一个未知的抛光工件曲面是可行、有效的。

关键词：气囊抛光在线重构力位并行控制轨迹规划

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微晶玻璃超精密圆孔气囊抛光技术的研究

机械设计与制造工程 2021年第6期50卷 99-101页

作者：王新海马瑾张永军陕西国防工业职业技术学院智能制造学院陕西西安710300

基于微晶玻璃圆孔的高效超精密加工方法,提出了3种圆孔气囊抛光方式并综合分析其优缺点,最终确定三棱柱型气囊抛光头作为实验对象,并通过工艺实验分析了抛光工艺因素对表面粗糙度的影响。实验结果表明,该三棱柱型气囊抛光头可以实现微... 详细信息

基于微晶玻璃圆孔的高效超精密加工方法,提出了3种圆孔气囊抛光方式并综合分析其优缺点,最终确定三棱柱型气囊抛光头作为实验对象,并通过工艺实验分析了抛光工艺因素对表面粗糙度的影响。实验结果表明,该三棱柱型气囊抛光头可以实现微晶玻璃圆孔的高精度表面质量加工,圆孔表面粗糙度值可达到0.0169μm。

关键词：微晶玻璃气囊抛光圆孔抛光超精密

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环形气囊抛光技术的研究

机械设计与制造工程 2016年第12期45卷 67-69页

作者：王新海张永军马瑾陕西国防工业职业技术学院机械工程学院陕西西安710300 陕西国防工业职业技术学院化学工程学院陕西西安710300

气囊式抛光是一种极具发展潜力的抛光方法,在精密光学元件的加工领域具有广阔的应用前景。针对现有气囊式抛光磨头加工方法的不足,提出了一种环形气囊抛光技术,设计了气囊式环形抛光磨头的机械结构。基于环形气囊抛光实验平台,利用气囊... 详细信息

气囊式抛光是一种极具发展潜力的抛光方法,在精密光学元件的加工领域具有广阔的应用前景。针对现有气囊式抛光磨头加工方法的不足,提出了一种环形气囊抛光技术,设计了气囊式环形抛光磨头的机械结构。基于环形气囊抛光实验平台,利用气囊式环形抛光磨头进行了工艺试验。实验结果表明,此种抛光技术能够实现光学零件高精度表面质量的加工。

关键词：气囊抛光抛光磨头材料去除

基于接触特性优化的模具曲面气囊抛光实验研究

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机电工程 2012年第12期29卷 1367-1370,1375页

作者：计时鸣敖海平金明生张利曾晰丁洁瑾浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室浙江杭州310014

为提高模具自由曲面上的气囊抛光加工效果,在六自由度气囊抛光实验平台上对不同曲率半径的二维曲面模具进行了气囊抛光实验研究。首先,研究了模具自由曲面上不同曲率表面对于气囊抛光过程中接触区域的接触面积、接触宽度,接触力和抛光... 详细信息

为提高模具自由曲面上的气囊抛光加工效果,在六自由度气囊抛光实验平台上对不同曲率半径的二维曲面模具进行了气囊抛光实验研究。首先,研究了模具自由曲面上不同曲率表面对于气囊抛光过程中接触区域的接触面积、接触宽度,接触力和抛光效果的影响规律;在此基础上,提出了在气囊抛光过程中通过调节气囊抛光头的下压量和内部充气压力来改变接触面积、接触宽度和接触力值的方法,使抛光时不同曲率表面接触区域内的平均接触压力相同,且沿运动方向的接触宽度也相同,从而使不同曲率表面在抛光后的抛光质量接近,使整个模具自由曲面的抛光效果达到最佳;最后,运用上述方法对二维曲面模具进行了抛光实验。实验研究结果表明,经过接触特性优化,不同模具曲率表面气囊抛光后接触区域内的抛光质量接近,抛光效果得到提高。

关键词：模具自由曲面气囊抛光接触区域接触特性优化

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圆柱形气囊抛光头的研究

机械设计与制造工程 2019年第8期48卷 40-42页

作者：王新海马瑾张永军陕西国防工业职业技术学院机械工程学院陕西西安710300 陕西国防工业职业技术学院化学工程学院陕西西安710300

气囊抛光技术作为一种先进的抛光技术,在高精度光学元件加工领域具有一定的发展潜力。基于气囊抛光技术,设计了一种圆柱形气囊抛光头,阐述了机械结构的组成,介绍了抛光运动方式,并进行了材料去除理论模型的分析。利用圆柱形气囊抛光头... 详细信息

气囊抛光技术作为一种先进的抛光技术,在高精度光学元件加工领域具有一定的发展潜力。基于气囊抛光技术,设计了一种圆柱形气囊抛光头,阐述了机械结构的组成,介绍了抛光运动方式,并进行了材料去除理论模型的分析。利用圆柱形气囊抛光头对K9光学玻璃进行了抛光实验,研究结果表明利用该技术可以加工出高质量的光学元件表面。

关键词：气囊抛光机械结构工艺参数材料去除

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回转对称非球面气囊抛光控制算法研究

现代制造工程 2006年第8期 9-11,14页

作者：王云飞姚英学余顺周哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

介绍一种新型的非球面光学零件抛光方法———气囊抛光,这种方法可以得到高质量的光学表面。针对气囊抛光加工回转对称非球面的特点,进行抛光路径规划,对去除函数进行降维处理,提出抛光驻留时间的计算方法。最后,给出抛光算法的实现框图... 详细信息

介绍一种新型的非球面光学零件抛光方法———气囊抛光,这种方法可以得到高质量的光学表面。针对气囊抛光加工回转对称非球面的特点,进行抛光路径规划,对去除函数进行降维处理,提出抛光驻留时间的计算方法。最后,给出抛光算法的实现框图,并按照实现框图指导实际的玻璃非球面加工,取得满意结果,验证了算法的有效性。

关键词：气囊抛光回转对称非球面路径规划去除函数驻留时间

计算机控制精密气囊抛光中的边缘效应控制技术

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计算机控制精密气囊抛光中的边缘效应控制技术

中国光学学会2010年光学大会

作者：王伟徐敏于国域 David D.Walker 朱虹上海现代先进超精密制造工程中心复旦大学信息科学与工程学院

现代科学技术的发展离不开高精度的光学元件,特别是高精度的非球面光学元件。计算机控制光学表面成形技术的出现使得高效率地加工高精度的光学元件成为了现实。而超大口径望远镜技术的提出使人类的光学制造水平面临着巨大的挑战。超大... 详细信息

现代科学技术的发展离不开高精度的光学元件,特别是高精度的非球面光学元件。计算机控制光学表面成形技术的出现使得高效率地加工高精度的光学元件成为了现实。而超大口径望远镜技术的提出使人类的光学制造水平面临着巨大的挑战。超大口径望远镜需要由数量巨大的高质量、大口径的光学元件拼接而成。精密气囊抛光技术基于计算机控制光学表面成形技术,采用充气的柔性抛光气囊作为抛光工具,解决了传统计算机控制光学表面成形技术中工具不能很好地和工件吻合的缺点。但是气囊抛光对光学元件边缘质量的控制是个需要和重视的难题。加工中的边缘效应的存在影响着光学元件的最终质量。本文针对气囊抛光的特点分析了产生边缘效应的原因,并针对其形成原因提出了三种解决手段。实验表明采取特殊的去除函数对元件边缘部分抛光是一种行之有效的方法,能取得较好的效果并保证抛光过程的连续性。

关键词：光学制造计算机控制气囊抛光去除函数边缘效应

来源： cnki会议评论

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铝合金的机器人气囊柔性抛光关键技术研究

铝合金的机器人气囊柔性抛光关键技术研究

作者：邱磊厦门理工学院

学位级别：硕士

铝合金材料具有反射率高、制作周期短、可轻量化设计的优点,因此近年来在太空反射镜、导弹靶场、激光雷达系统等航空航天、军工国防领域得到了越来越广泛的应用。由于铝的材质较软、硬度低,因此铝合金材料的直接超精密抛光一直是一个研... 详细信息

铝合金材料具有反射率高、制作周期短、可轻量化设计的优点,因此近年来在太空反射镜、导弹靶场、激光雷达系统等航空航天、军工国防领域得到了越来越广泛的应用。由于铝的材质较软、硬度低,因此铝合金材料的直接超精密抛光一直是一个研究热点。气囊柔性抛光是一种极具发展潜力的新兴抛光技术,其利用柔性气囊作为抛光工具按照一定的进动方式实现工件的高效精密加工。本文结合六轴工业机器人柔性加工的特点,将其与气囊柔性抛光结合在一起,开展对铝合金的机器人气囊柔性抛光关键技术的研究。论文首先利用STL模型的数据特点,提出一种机器人气囊抛光的路径自动规划算法;结合不同抛光工艺下的不同路径控制参数,获取相应的抛光路径,以适应不同的加工面形,具有很高的通用性与适应性。另外,本文对算法中所使用到的顶点法矢计算公式进行了深入探讨,最终归纳总结出一种精度较好的加权公式。其次,在实验室已有的机器人气囊柔性抛光实验平台上,设计开发气囊工具修整平台设备,以实现对气囊抛光头在位修整和工件回转加工。在位式气囊修整功能可以直接对气囊的聚氨酯抛光垫进行修整,减少了气囊工具头重复拆装而造成的误差;平台回转功能可以减小回转类工件的路径规划难度,对于复杂的工件可进行分区域抛光,以减少机器人奇异点的产生。然后,针对气囊工具的结构特点,利用四点法完成气囊球面上相对法兰坐标系的位置标定,完成了最小二乘法球心坐标拟合和气囊TCP求解。在分析误差来源后,提出一种TCP误差补偿算法,来弥补四点法在精度上的不足,并通过实验验证了该算法的可行性。最后,基于现有的机器人气囊柔性抛光系统,进行了一系列的铝合金抛光实验。基于Taguchi正交试验法,分析了进动角、下压量、主轴转速和驻留时间等加工参数对铝合金材料去除率的影响程度,并获取最佳加工参数。通过相应的铝合金抛光实验,验证了铝合金的气囊柔性抛光技术的可靠性和稳定性。

关键词：铝合金抛光气囊抛光工业机器人路径规划 STL模型

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同方学位论文库

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铝镜元件的机器人气囊精密抛光技术研究

铝镜元件的机器人气囊精密抛光技术研究

作者：王鹏飞厦门理工学院

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,光学元件在光学系统中的应用十分广泛。铝合金作为一种常用的光学反射镜材料,因具有发射率好、便于轻量化设计、成本低等优点,得到了越来越广泛的应用。由于铝合金质地软难以直接抛光,当前对于铝镜的纯机械抛光... 详细信息

随着科学技术的不断发展,光学元件在光学系统中的应用十分广泛。铝合金作为一种常用的光学反射镜材料,因具有发射率好、便于轻量化设计、成本低等优点,得到了越来越广泛的应用。由于铝合金质地软难以直接抛光,当前对于铝镜的纯机械抛光仍然处于摸索阶段。而气囊抛光作为一种新型的抛光方式,具有加工柔性好、抛光效率高的优点。为了充分利用气囊抛光的柔性抛光和工业机器人柔性运动作业的能力,本文将六轴工业机器人与气囊抛光相结合,对铝镜元件的机器人气囊精密抛光技术进行研究。论文首先进行了机器人气囊抛光机的搭建。以ABB机器人IRB4600-60/2.05本体及其配套电控系统为研究基础,设计并搭建机器人气囊抛光系统实验平台。在此基础上,开展气囊抛光进动运动算法的设计,从而实现对机器人末端气囊工具位置姿态的精确控制。其次,针对机器人气囊抛光运动的系统坐标标定需要,进行机器人末端的球面气囊工具的球心TCP标定算法设计,并开展相应的仿真验证实验,进而进行测头球心的TCP标定,从而完成测头TCP与气囊球心TCP的转换与最终标定。从气囊抛光工艺的需求出发,以C#为开发语言,完成机器人气囊精密抛光系统软件的开发,包括了抛光作业模块、机器人通讯模块以及辅助功能模块等模块的设计编程,从而实现机器人气囊抛光的路径规划和运动控制,以保证铝镜抛光的加工柔性和作业效率。最后,基于所开发的机器人气囊抛光系统,进行一系列的铝镜元件(AL 6061航空铝)的气囊抛光实验。包括铝合金元件的抛光斑可控性实验,以及聚氨酯气囊粗抛/精抛和羊毛毡气囊、阻尼布气囊的光整加工实验,并通过实验验证了所开发的机器人气囊抛光系统的铝合金精密抛光加工能力。

关键词：机器人气囊抛光铝镜元件进动控制系统开发