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复杂叶片机器人磨抛加工工艺技术研究进展 被引量：23
1
作者 朱大虎 徐小虎 +1 位作者 蒋诚 李文龙 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1-23,共23页
针对航空、航天、能源等国家战略领域复杂叶片高效高品质加工重大需求,对近年来以工业机器人为装备执行体的机器人磨抛加工技术的研究进展进行了综述。具体围绕叶片机器人磨抛中涉及的加工系统精确标定、测量点云高效匹配、加工轨迹自... 针对航空、航天、能源等国家战略领域复杂叶片高效高品质加工重大需求,对近年来以工业机器人为装备执行体的机器人磨抛加工技术的研究进展进行了综述。具体围绕叶片机器人磨抛中涉及的加工系统精确标定、测量点云高效匹配、加工轨迹自适应规划,以及柔顺力精密控制等关键工艺技术,系统而全面地分析了国内外已公开发表的相关文献,并以典型的汽轮机叶片和发动机叶片为例,阐述了叶片机器人磨抛工程应用效果。最后从叶片特殊部位一体化加工、磨抛加工颤振抑制、磨抛表面完整性控制、叶片增减材混合加工等方面对该领域未来研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 机器人磨抛 复杂叶片 加工系统标定 测量点云匹配 轨迹自适应规划 柔顺力控制
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基于NX MCD与TIA的机器人打磨联合虚拟调试研究 被引量：14
2
作者 蔡文站 田建艳 +2 位作者 王书宇 李济甫 杨胜强 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2022年第7期37-42,120,共7页
针对工业机器人在生产现场调试时间较长且风险较高的问题,以机器人打磨叶片为例,设计了一种基于NX软件机电一体化概念设计(Mechatronics Concept Designer,MCD)解决方案与全集成自动化入口(Totally Integrated Automation Portal,TIA Po... 针对工业机器人在生产现场调试时间较长且风险较高的问题,以机器人打磨叶片为例,设计了一种基于NX软件机电一体化概念设计(Mechatronics Concept Designer,MCD)解决方案与全集成自动化入口(Totally Integrated Automation Portal,TIA Portal)的机器人打磨联合虚拟调试系统。首先基于NX MCD设计并建立机器人打磨虚拟调试平台;其次采用等残留高度法规划叶片打磨轨迹,并约束打磨时机器人末端位姿;然后采用TIA Portal软件进行PLC程序设计和HMI组态,并下载到硬件设备;最后通过OPC UA通信协议实现机器人打磨叶片系统软/硬件联合虚拟调试。仿真结果表明,该系统有效验证和优化了机器人打磨轨迹,同时可以缩短生产现场调试周期,降低了设计阶段电气硬件的调试风险和成本投入。 展开更多
关键词 机器人打磨 机电一体化概念设计 轨迹 全集成自动化入口 虚拟调试
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叶片复杂曲面的机器人抛磨工艺规划 被引量：15
3
作者 黄婷 许辉 +2 位作者 樊成 孙立宁 陈国栋 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期132-141,共10页
为了实现复杂曲面工件的智能抛磨加工,对叶片复杂曲面进行机器人抛磨工艺规划。对抛磨点位置规划算法和基于最大接触原则的抛磨姿态规划算法进行了研究。首先,通过平行截面法获得抛磨路径割线,以非均匀有理B样条(NURBS)曲线描述。接着,... 为了实现复杂曲面工件的智能抛磨加工,对叶片复杂曲面进行机器人抛磨工艺规划。对抛磨点位置规划算法和基于最大接触原则的抛磨姿态规划算法进行了研究。首先,通过平行截面法获得抛磨路径割线,以非均匀有理B样条(NURBS)曲线描述。接着,提取曲线特征参数,根据设定的阈值进行抛磨点规划,再基于抛磨轮与工件的最大接触原则进行抛磨点姿态规划,从而得到完整的抛磨路径。然后,将工件位姿从工件坐标系转换到TCP坐标系。最后,搭建了柔性抛磨系统仿真平台生成机器人控制程序。实验结果表明,此方法规划的路径可用于叶片复杂曲面的机器人抛磨加工。分别用本文规划所得路径和CAM软件规划所得路径对叶片进行抛磨加工,测得表面粗糙度分别为0.695~0.930μm和2.803~3.243μm。本文提出的抛磨位姿规划方法可用于复杂曲面工件的抛磨路径规划,使工具和工件保持最大接触,从而避免了位姿不合理所产生的过抛和欠抛。 展开更多
关键词 非均匀有理B样条曲面 机器人抛磨 位置规划 姿态规划
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复杂曲面机器人磨抛位姿优化与刀路规划 被引量：9
4
作者 罗来臻 赵欢 +2 位作者 王辉 李祥飞 丁汉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期284-294,共11页
近年来,以工业机器人为执行体的机器人磨抛由于其灵活性好、通用性强等特点正逐渐成为复杂曲面磨抛的发展趋势。在机器人磨抛加工过程中,刀具路径点常以曲面上曲率及法线方向为导向进行划分,但尚未考虑机器人实际运动姿态变化对磨抛路... 近年来,以工业机器人为执行体的机器人磨抛由于其灵活性好、通用性强等特点正逐渐成为复杂曲面磨抛的发展趋势。在机器人磨抛加工过程中,刀具路径点常以曲面上曲率及法线方向为导向进行划分,但尚未考虑机器人实际运动姿态变化对磨抛路径光滑性产生的影响,且可能存在工件与工具干涉问题,因此难以保障最终加工精度。为此,提出了以磨抛姿态变化为约束并光顺干涉处姿态的规划方法。首先,以机器人末端磨抛姿态变化作为刀位点划分阈值,综合考虑其他非法线方向的位姿变换,减缓了刀具路径点之间的姿态变化。然后,在干涉处改变刀具姿态,并以等参数圆进行范围性光顺从而解决干涉问题。最后,综合姿态变化约束和干涉刀位点的姿态光顺,规划出一条光滑无碰撞的机器人磨抛路径。利用机器人砂带磨抛系统对航空发动机叶片进行磨抛试验,结果表明,所提规划方法的关节角速度变化平缓,刀具路径光滑性更好,磨抛后叶片轮廓度满足−0.03~+0.05 mm公差带要求,表面粗糙度由Ra>3.2μm提升至0.2472μm,验证了所提规划方法的有效性。 展开更多
关键词 机器人磨抛 刀具路径 姿态光顺 干涉 等参数圆
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机器人主动柔顺恒力打磨控制方法 被引量：5
5
作者 郭万金 于苏扬 +1 位作者 赵伍端 陈杰 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期89-99,109,共12页
为了解决打磨过程中打磨控制系统存在扰动问题,设计了一种机器人力控末端执行器,并提出了一种机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法.所提方法的内环控制采用模糊变阻抗控制器,外环控制采用自抗扰打磨控制器.采用Lyapunov稳... 为了解决打磨过程中打磨控制系统存在扰动问题,设计了一种机器人力控末端执行器,并提出了一种机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法.所提方法的内环控制采用模糊变阻抗控制器,外环控制采用自抗扰打磨控制器.采用Lyapunov稳定性理论证明了所提方法的跟踪误差收敛为零.通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性和适用性.研究结果表明:在内环控制相同情况下,与外环控制为PID控制器相比,所提出的机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法减小了打磨过程中的力跟踪误差和位置超调量,提高了机器人打磨力控制系统的控制效果和鲁棒性,实现机器人柔顺恒力控制. 展开更多
关键词 机器人打磨 主动柔顺 自抗扰控制 机器人末端执行器 恒力控制
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基于重定位的叶片机器人磨抛系统手眼标定算法 被引量：7
6
作者 吕睿 彭真 +2 位作者 吕远健 田林雳 朱大虎 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期339-347,共9页
针对叶片机器人磨抛系统中手眼标定存在人工误差、二次误差等因素导致标定精度差等问题,提出了一种基于“重定位”的手眼标定算法。以拍照式三维扫描仪为标定对象,分析机器人手眼标定数学模型,提出利用标准球在机器人末端坐标系中绕工... 针对叶片机器人磨抛系统中手眼标定存在人工误差、二次误差等因素导致标定精度差等问题,提出了一种基于“重定位”的手眼标定算法。以拍照式三维扫描仪为标定对象,分析机器人手眼标定数学模型,提出利用标准球在机器人末端坐标系中绕工具中心点做定点变位姿运动的标定方案。通过最小二乘法计算扫描仪坐标系下的“重定位”中心坐标,并根据多空间点四元数耦合方法,同时完成平移和旋转矩阵的标定,进而得到扫描仪坐标系到机器人基坐标系的转换矩阵。手眼标定和叶片磨抛实验结果表明,所提算法的球拟合半径较标准球半径偏差降至0.068 mm,较现有算法标定误差降低至少38%,同时磨抛后的叶片表面粗糙度Ra平均值由磨抛前的2.5μm降至0.273μm,型面误差在±0.08 mm以内,满足叶片制造工艺要求,从而验证了所提标定算法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 手眼标定 机器人磨抛 复杂叶片 重定位 四元数法
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无先验模型曲面的机器人打磨主动自适应在线轨迹预测方法 被引量：3
7
作者 郭万金 赵伍端 +2 位作者 于苏扬 赵立军 曹雏清 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1655-1666,共12页
为了解决工业机器人打磨的作业柔顺性不足问题,设计了机器人柔顺浮动打磨力控末端执行器.为了解决无先验模型曲面工件的机器人打磨轨迹自适应性较差的问题,提出无先验模型曲面的机器人打磨主动自适应在线轨迹预测方法.该方法根据打磨工... 为了解决工业机器人打磨的作业柔顺性不足问题,设计了机器人柔顺浮动打磨力控末端执行器.为了解决无先验模型曲面工件的机器人打磨轨迹自适应性较差的问题,提出无先验模型曲面的机器人打磨主动自适应在线轨迹预测方法.该方法根据打磨工具与工件的接触状态预测曲面法线方向,以有向进给平面与曲面切平面的截交线作为进给导向,自适应在线预测机器人打磨系统末端执行器的位姿,使末端执行器主轴轴线实时主动跟踪曲面法线,实现对无先验模型曲面工件的机器人打磨轨迹的主动自适应在线预测.通过仿真分析和实验验证了所提出方法的有效性,最大综合位置预测误差与曲面法线跟踪误差分别为0.506 mm和4.912°.所提出方法可以为无先验模型曲面工件的机器人打磨提供在线轨迹预测. 展开更多
关键词 工业机器人 无先验模型曲面 在线轨迹预测 曲面法线跟踪 机器人打磨
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基于异类信息融合的砂轮磨损状态监测 被引量：3
8
作者 胡天荣 郑红伟 戴士杰 《工具技术》 北大核心 2023年第2期126-131,共6页
Inconel 718作为难加工材料,磨削时砂轮磨损较快,影响加工后工件表面质量。提出了基于磨削力信号和磨削振动信号两种异类信息的砂轮磨损状态识别模型,研究了不同磨损状态下磨削力和磨削振动的时域和频域特征,并提取71种与磨损状态相关... Inconel 718作为难加工材料,磨削时砂轮磨损较快,影响加工后工件表面质量。提出了基于磨削力信号和磨削振动信号两种异类信息的砂轮磨损状态识别模型,研究了不同磨损状态下磨削力和磨削振动的时域和频域特征,并提取71种与磨损状态相关的特征。采用核主成分分析法对原始特征集进行特征提取,选取方差累计贡献率为96%的前13个主元作为融合特征集,基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法建立了砂轮磨损状态识别模型,并采用受试者工作特征曲线(ROC)和准确率两个指标对模型进行了评估,受试者工作曲线面积(AUG)为0.93,准确率可达93.6%。 展开更多
关键词 刀具状态监控 机器人磨削 异类信息 最小二乘支持向量机 核主元素分析
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考虑廓形特征的机器人异型盘磨削接触力建模
9
作者 郭万金 吴广 +6 位作者 朱恒 陈柱宏 詹子立 曹雏清 赵立军 郭磊 朱文锋 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期167-180,共14页
目的为表征具有尖端小、比压大廓形特征的机器人异型盘磨削接触力,针对异型盘薄板与橡胶板双层结构形式,提出一种考虑廓形特征影响的包含薄板挠曲形变和橡胶板弹性形变的机器人异型盘磨削接触力建模方法。方法首先,基于弹性薄板弯曲理论... 目的为表征具有尖端小、比压大廓形特征的机器人异型盘磨削接触力,针对异型盘薄板与橡胶板双层结构形式,提出一种考虑廓形特征影响的包含薄板挠曲形变和橡胶板弹性形变的机器人异型盘磨削接触力建模方法。方法首先,基于弹性薄板弯曲理论,分析薄板挠曲形变与接触力关系。其次,依据静态弹性理论,建立橡胶板在弹性形变区域内弹性形变与接触力模型。再次,开展有限元数值模拟实验求解橡胶板弹性形变参数和薄板挠曲形变参数,并通过变量替换建立接触力与异型盘法向进给位移数值形式反函数模型。最后,搭建机器人异型盘磨削实验平台,分别开展1种平面与3种曲率曲面工件的机器人异型盘接触力模型验证实验和1种侧曲面圆台铸铁工件的机器人异型盘磨削一致性验证实验。结果机器人异型盘接触力模型验证实验结果表明,当盘倾角较大时,能够较为准确地预测接触力。机器人异型盘磨削一致性验证实验结果表明,在相同的磨削参数条件下,3条磨削路径(路径1、2、3)的磨削深度平均值分别为0.0663、0.0632、0.0645 mm,最大偏差分别为0.0139、0.0090、0.0108 mm,变异系数分别为11.2%、6.4%和9.6%。实验验证了所提方法的有效性。结论所提方法考虑了异型盘廓形特征,将工件表面曲率、盘倾角、廓形参数和异型盘尺寸等参数包含在磨削接触力模型中,并描述了磨削接触力与异型盘法向进给位移的数值形式反函数关系,能够度量异型盘磨削作业接触区域和解释磨削接触力影响因素,可为机器人异型盘的高效率、高质量恒定接触力磨削提供理论依据。 展开更多
关键词 接触力建模 异型盘磨削 挠曲形变 弹性形变 机器人磨削
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大型复杂锻件打磨路径的智能化规划方法
10
作者 闫守鑫 王伟 +1 位作者 苏鹏飞 贠超 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期216-225,共10页
大型复杂锻件作为能源、船舶、交通等领域的主要承力构件,对后处理的尺寸精度和表面质量要求高,实现大型复杂锻件的自动化打磨是锻造行业亟待解决的共性难题。主要技术障碍之一是:大型复杂锻件存在较大的热变形、多种随机锻造缺陷,难以... 大型复杂锻件作为能源、船舶、交通等领域的主要承力构件,对后处理的尺寸精度和表面质量要求高,实现大型复杂锻件的自动化打磨是锻造行业亟待解决的共性难题。主要技术障碍之一是:大型复杂锻件存在较大的热变形、多种随机锻造缺陷,难以自动生成打磨加工路径。首先提出了一种大型复杂锻件随机缺陷识别算法,通过随机采样一致性算法(Random sample consensus,RANSAC)与改进迭代最近点(Modified iterative closest point,M-ICP)算法相结合,对标准件点云与锻件点云进行配准,得到需要打磨的随机缺陷点云;接着,按照缺陷面积大小,对随机缺陷点云进行的分类,建立了打磨路径生成策略;然后,利用随机缺陷点云中的位置坐标信息,不需要CAD模型,直接生成了机器人打磨路径;最后,开展了大型复杂锻件的机器人打磨实验,实验结果表明:打磨路径智能化生成方法准确识别了随机锻造缺陷特征,正确规划了机器人打磨路径,提高了打磨效率和打磨质量,为大型复杂锻件后处理加工提供了技术方法。 展开更多
关键词 缺陷识别 智能化打磨 路径规划 大型复杂锻件
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基于点云的机器人焊缝自动化磨削系统与方法
11
作者 葛吉民 邓朝晖 +3 位作者 王水仙 卓荣锦 刘伟 陈曦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1253-1262,1268,共11页
结构件的服役周期和动态性能受焊缝磨削精度和表面一致性的影响,目前,焊缝磨削主要依靠人工或轨迹示教的方式,存在均一性差、效率低、成本高等问题。鉴于此,开发了基于点云的机器人焊缝自动化磨削系统,采用焊缝点云二次精简方法准确获... 结构件的服役周期和动态性能受焊缝磨削精度和表面一致性的影响,目前,焊缝磨削主要依靠人工或轨迹示教的方式,存在均一性差、效率低、成本高等问题。鉴于此,开发了基于点云的机器人焊缝自动化磨削系统,采用焊缝点云二次精简方法准确获取焊缝表面的全局信息,基于采样点与邻域重心点之间的距离准确提取焊缝宽度、高度及中心线特征。系统提取后的焊缝高度、宽度误差约为0.09 mm和0.2 mm,磨削后焊缝最小残留高度约为0.17 mm,表面粗糙度Ra值可达0.498μm。 展开更多
关键词 焊缝 机器人磨削 点云 特征提取
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机器人磨抛复杂曲面加工轨迹对表面质量的影响研究
12
作者 田凤杰 张彦智 +1 位作者 朱光 齐子建 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期60-65,共6页
为了探究不同加工轨迹及其排布对工件磨抛加工表面质量的影响,本文进行了机器人磨抛轨迹对工件表面质量影响规律的研究。基于Preston去除方程和Hertz接触理论建立了砂带磨抛加工材料去除深度模型,分析了表面残留纹理的生成机理。以曲面... 为了探究不同加工轨迹及其排布对工件磨抛加工表面质量的影响,本文进行了机器人磨抛轨迹对工件表面质量影响规律的研究。基于Preston去除方程和Hertz接触理论建立了砂带磨抛加工材料去除深度模型,分析了表面残留纹理的生成机理。以曲面航空发动机叶片为试验样件,利用自行搭建的机器人磨抛系统,分别使用等距轨迹、摆线轨迹进行加工试验,分析材料去除效果及表面纹理情况。试验结果表明,采用传统直线加工的等距轨迹于搭接处产生条带状纹理;摆线因其多方向性的加工动作,均化了表面纹理,提高了加工表面一致性。 展开更多
关键词 机器人磨抛 复杂曲面 加工轨迹 摆线轨迹 表面质量
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高温合金机器人柔性磨削表面完整性研究进展 被引量：4
13
作者 黄小康 任绪凯 +2 位作者 陈华斌 王浩 陈小奇 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第7期38-52,共15页
柔性磨削一直是近年来磨削研究的热点,并越来越多地应用于航空高温合金部件的加工,而表面完整性决定了磨削工件的质量与性能,因此对柔性磨削表面完整性展开研究具有重要意义。针对机器人柔性磨削,总结了其加工特点与系统组成并重点阐述... 柔性磨削一直是近年来磨削研究的热点,并越来越多地应用于航空高温合金部件的加工,而表面完整性决定了磨削工件的质量与性能,因此对柔性磨削表面完整性展开研究具有重要意义。针对机器人柔性磨削,总结了其加工特点与系统组成并重点阐述了智能控制的模型算法,从表面形貌、应力状态与组织结构3个方面梳理了近年来具有代表性的表面完整性演变机理与理论建模工作,并总结了表面完整性对高温合金部件疲劳强度与抗腐蚀性能的影响,提出了高温合金机器人柔性磨削的发展方向。 展开更多
关键词 柔性磨削 表面完整性 高温合金 机器人磨削 智能控制
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基于小样本数据驱动模型的橡胶材料机器人磨抛去除廓形预测方法 被引量：3
14
作者 李杰 杨泽源 +3 位作者 时强胜 匡民兴 严思杰 丁汉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第14期15-24,共10页
在机器人磨抛加工中,材料去除廓形的准确预测对提高加工形位精度、实现闭环控制具有重要意义。然而,飞机加筋壁板牺牲层等大型复杂构件采用的橡胶类材料具有高弹性与耐磨性,其磨抛后的材料去除廓形预测极具挑战。因此,提出一种基于整体... 在机器人磨抛加工中,材料去除廓形的准确预测对提高加工形位精度、实现闭环控制具有重要意义。然而,飞机加筋壁板牺牲层等大型复杂构件采用的橡胶类材料具有高弹性与耐磨性,其磨抛后的材料去除廓形预测极具挑战。因此,提出一种基于整体趋势扩散技术与极端梯度提升算法(MTD-XGBoost)的橡胶材料机器人磨抛去除廓形预测方法。首先,分析橡胶材料磨抛去除机理,并确定影响其材料去除的独立因素。然后,提出基于三角隶属度函数的虚拟样本生成方法解决了样本稀缺、模型精度差等问题。进一步对样本数据进行了聚类去噪,并采用极端梯度提升算法建立材料去除廓形与打磨头进给速度、旋转速度、工具倾角、法向接触力以及磨粒粒度之间的非线性映射关系。最后进行了对比试验,结果表明所提虚拟样本生成方法有效解决小样本数据下的预测难题,最大预测误差降低30.3%。相比于支持向量机、贝叶斯回归等方法,所提预测方法在小样本下具有明显优势,并最终实现了平均相对误差小于10%的橡胶材料去除廓形预测。 展开更多
关键词 橡胶机器人磨抛 材料去除廓形 虚拟样本 极端梯度提升算法
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基于球面线性插值的机器人磨削工具姿态规划
15
作者 毛文志 潘通 +1 位作者 李程鹏 徐金亭 《机床与液压》 北大核心 2023年第3期6-9,共4页
在机器人磨削去除汽车轮毂翻边及毛刺中,为解决传统方法所规划的工具姿态灵活度不够、平稳性差等问题,提出一种基于球面线性插值的机器人磨削工具姿态规划方法。将离散磨削路径拟合为B样条曲线,通过对样条路径曲率信息的提取,实现轮毂... 在机器人磨削去除汽车轮毂翻边及毛刺中,为解决传统方法所规划的工具姿态灵活度不够、平稳性差等问题,提出一种基于球面线性插值的机器人磨削工具姿态规划方法。将离散磨削路径拟合为B样条曲线,通过对样条路径曲率信息的提取,实现轮毂磨削关键区域的识别;在关键区域的关键点处设定磨削工具姿态,并利用关键工具姿态间的球面线性插值,生成沿路径光顺变化的工具姿态;通过Z向浮动对磨削中的工具位置进行微调,以提高磨削的均匀性、减少工具的磨损。结果表明:所提方法可使机器人磨削工具姿态角度波动比优化前降低22.28%,角速度波动降低40.43%,从而能够有效提升磨削的平稳性。 展开更多
关键词 机器人磨削 工具姿态规划 球面线性插值 汽车轮毂
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气动柔顺末端打磨自抗扰力控制
16
作者 孙振林 季文彬 +2 位作者 燕磊 李世宁 戴士杰 《机械设计》 CSCD 北大核心 2023年第4期20-27,共8页
为解决机器人打磨风电叶片过程中由于理想打磨轨迹和实际打磨轨迹有偏差导致打磨质量差的问题,文中设计了一种安装在机械臂末端的气动柔顺末端执行器,气动柔顺末端控制器控制工件的打磨力,机器人控制器控制打磨末端位姿。由于气动柔顺... 为解决机器人打磨风电叶片过程中由于理想打磨轨迹和实际打磨轨迹有偏差导致打磨质量差的问题,文中设计了一种安装在机械臂末端的气动柔顺末端执行器,气动柔顺末端控制器控制工件的打磨力,机器人控制器控制打磨末端位姿。由于气动柔顺末端力控制过程中存在强非线性、模型不精确及参数摄动、机器人运动、打磨小车振动等不确定性扰动,在气动柔顺末端建模的基础上设计线性扩张状态观测器、跟踪微分器,提出了自抗扰(ADRC)打磨力控制律。仿真和试验结果表明:该方法有效减小了磨削过程中力的波动,提高了风电叶片表面质量,更好地避免了磨削烧伤,具有抗干扰性强、稳定性强及效率高等特点。 展开更多
关键词 机器人打磨 气动力控制 力位混合控制 自抗扰控制
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机器人磨抛微量去除飞机蒙皮包铝工艺试验 被引量：2
17
作者 田凤杰 车长林 +1 位作者 李孝辉 李论 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第13期56-62,共7页
为了实现民用飞机蒙皮包铝的良好微量磨抛去除,解决传统手工磨抛效率和加工质量低的问题,进行了机器人磨抛包铝工艺试验。根据Preston去除理论建立包铝的去除量模型,分析磨抛过程中的工艺参数对包铝微量去除的影响规律。利用ABAQUS软件... 为了实现民用飞机蒙皮包铝的良好微量磨抛去除,解决传统手工磨抛效率和加工质量低的问题,进行了机器人磨抛包铝工艺试验。根据Preston去除理论建立包铝的去除量模型,分析磨抛过程中的工艺参数对包铝微量去除的影响规律。利用ABAQUS软件对磨抛过程进行模拟仿真,分析磨抛压力、进给速度、磨料粒度、工具转速等工艺参数对去除深度的影响规律。利用自行搭建的机器人磨抛系统平台,设计单因素试验验证模型的可靠性,通过正交试验确定优化工艺参数组合,实现对包铝磨抛微量去除的控制。结果表明,在一定范围内,磨抛压力对去除深度的影响较大,磨料粒度对去除深度的影响相对较小;对磨抛工艺参数的控制可以实现材料的微米级均匀一致性去除,并获得了良好的表面质量。 展开更多
关键词 机器人磨抛 蒙皮包铝 微量去除 工艺参数 正交试验
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基于三角网格曲面的机器人磨削工具姿态光顺优化 被引量：1
18
作者 金鑫 刘其广 +2 位作者 吕杰 徐飞飞 孙晓楠 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第9期47-51,共5页
目前,网格曲面机械人磨削理论得到了广泛研究,但现有方法所产生的磨削工具姿态往往存在光顺性差、未能兼顾网格曲面局部微分特性等问题,为此,提出了一种基于网格曲面和四元数插值的机器人磨削工具姿态光顺优化算法。首先,通过对网格曲... 目前,网格曲面机械人磨削理论得到了广泛研究,但现有方法所产生的磨削工具姿态往往存在光顺性差、未能兼顾网格曲面局部微分特性等问题,为此,提出了一种基于网格曲面和四元数插值的机器人磨削工具姿态光顺优化算法。首先,通过对网格曲面法矢进行估计,并对网格曲面局部几何特征进行拟合获得相应的曲率信息,实现网格曲面局部微分特性的重构;然后,综合考虑磨削曲面的曲率信息,在曲率较大的关键路径点处进行磨削工具姿态的指定,并采用四元数插值在指定的姿态间生成光顺变化的过渡姿态,以提高磨削过程的运动平稳程度和磨削表面的均匀性。仿真结果和加工实例表明,该算法能够产生光顺性良好和过渡均匀的磨削工具姿态,并且能够很好地适应网格曲面的曲率变化,保证了磨削过程的平稳性和磨削效果的均匀性。 展开更多
关键词 机器人磨削 姿态光顺 四元数插值 三角网格曲面
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基于改进弦高误差约束的机器人曲面磨削轨迹规划
19
作者 詹庆荣 段鹏飞 +1 位作者 吴路路 江本赤 《江苏师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第1期58-62,共5页
针对机器人磨削自由曲面存在的轮廓精度低、粗糙度均匀性难以控制等问题,提出一种基于改进弦高误差约束的机器人曲面磨削轨迹规划方法.首先,在分析刀具与曲面局部接触状态的基础上,建立磨削行距计算模型;然后,对弦高误差约束法进行改进... 针对机器人磨削自由曲面存在的轮廓精度低、粗糙度均匀性难以控制等问题,提出一种基于改进弦高误差约束的机器人曲面磨削轨迹规划方法.首先,在分析刀具与曲面局部接触状态的基础上,建立磨削行距计算模型;然后,对弦高误差约束法进行改进,推导考虑轨迹线曲率影响的进给步长计算模型,规划出曲面轮廓误差约束的磨削轨迹;最后,对一张自由曲面进行轨迹规划.结果表明,该方法可将弦高误差控制在给定范围内,提高磨削轨迹的曲率适应性和磨削后工件表面轮廓质量. 展开更多
关键词 自由曲面 机器人磨削 弦高误差 轨迹规划
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机器人曲面磨削轨迹的曲率自适应规划算法研究
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作者 詹庆荣 江本赤 +1 位作者 李健康 吴路路 《井冈山大学学报（自然科学版）》 2022年第1期78-85,共8页
机器人在曲面类零件加工中应用日趋广泛,针对自由曲面轨迹规划困难、工件表面粗糙度均匀性难以控制等问题,提出一种能适应曲面曲率变化的机器人曲面磨削轨迹规划方法。基于赫兹理论分析机器人磨具与工件表面的接触应力变化,通过求解材... 机器人在曲面类零件加工中应用日趋广泛,针对自由曲面轨迹规划困难、工件表面粗糙度均匀性难以控制等问题,提出一种能适应曲面曲率变化的机器人曲面磨削轨迹规划方法。基于赫兹理论分析机器人磨具与工件表面的接触应力变化,通过求解材料去除模型计算出曲率影响下的相邻磨削轨迹行距,得到了曲率自适应的磨削轨迹;然后通过恒等弦高误差算法求解出轨迹线上的磨削点位,生成了等残余高度的磨削路径数据。以一张典型的自由曲面为例进行仿真实验,结果表明,与传统等参数路径规划方法相比,该方法更有利于改善加工表面残余高度的一致性。 展开更多
关键词 材料去除模型 赫兹接触理论 机器人磨削 轨迹规划
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