面向熔射制模的机器人研磨系统及实验研究

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1、华中科技大学硕士学位论文面向熔射制模的机器人研磨系统及实验研究姓名：胡永凉申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：张海鸥20050506摘要在金属模具快速制造技术中等离子熔射快速制模工艺RSHT具有成本低速度快表面复制精度高对模具材料和尺寸规格限制小等优点适用于汽车摩托车家电和建筑装饰等行业的覆盖件模具的快速制造具有广阔的应用前景为了解决熔射制造大中型汽车覆盖件模具过程中人工研磨时间长劳动强度大等问题本文系统地概述了机器人自动研磨系统的国内外现状并开发了以Motoman-UP20关节式机器人为平台的辅助模具自动研磨实验系统首先本文设计了能实现严格转速和转角控制的机器人数控

2、转台文中进行了数控转台中电机选型传动机构以及装配图的设计制造并采用PLC为核心控制实现了数控转台转速和转角精确控制然后开发了以气动研磨器为核心的机器人末端执行器和以DA-5位移传感器为检测单元的机器人检测系统为保证研磨质量和提高研磨工作的效率进行了研磨工具的选用分析从而集成了辅助模具自动研磨系统实验平台其次论文采用了两种研磨轨迹规划方法生成机器人研磨路径其一是以UG为平台研磨工艺特点为背景采用UG-CAM进行研磨路径的规划并开发相关软件将所生成的G代码转化为机器人识别代码其二是以VC为平台开发了能直接生成简单二维平面研磨轨迹的软件平台并采用ROTSY对生成的研磨轨迹进行机器人运

3、动仿真以确保研磨轨迹的无干涉和机器人运动控制的可行性最后在建立的机器人研磨实验平台上进行了机器人研磨工艺参数实验研究得到了研磨角度机器人行走速度和研磨轨迹对研磨表面质量的影响规律在此基础上选择合适的研磨条件对简单曲面进行了研磨实验验证了本实验系统可应用于一般模具的研磨过程文中最后对等离子熔射制造的模具皮膜表面进行了干湿对比性研磨实验通过对熔射皮膜机理的分析得出了湿式研磨更利于皮膜研磨加工的结论关键词等离子熔射制模机器人研磨系统路径规划CAD/CAM皮膜IIIAbstractAsakindofrapidmetaltoolingmethod,RapidPlasmaSprayHard

4、ToolingRSHThasbeenusedtomanufacturethepanelmoldsofthefieldssuchasautomobile,motorcycle,electricalapplianceandarchitecturedecoration.Ithasgreatapplicationforegroundbecauseofitsadvantagesoflowcost,rapidspeed,highsurfacereproducedaccuracyandnolimitationinthespraymaterialormouldsize.Inordertosol

5、vetheproblemoflonggrindingtimeandhardlaborintensityofmanualgrindingduringgrindingthebigormedium-sizedautobodypanelmoulds,thispapersummarizesthelatestresearchinthefieldofroboticgrindingsystemhomeandabroadandthendevelopedarobot-assistedautomaticgrindingsystemusingtheMotoman-UP206-axisrobot.Fir

6、stly,thispaperdesignedaNCswiveltablefortherobotandrealizedthestrictcontrollingofitsturningspeedandangel.Inthispaper,theprincipleofthecontrolmotor’sselection,thedriveorganandthemechanicaldesignhavebeendetailed.Amongthecontrolcell,thePLChasbeenselectedasthecentertocontroltherotatespeedandrotat

7、eangleoftheNCswiveltable.BasedontheNCswiveltable,theroboticgrindingexperimentplatformhasbeencompletelyconstructedbydevelopingaroboticendexecutorwiththecenterofanairhand-grinderandarobotictestsystemwiththeDA-5displacementsensor.Forensuringthegrindin