氣壓砂輪光整加工振動(dòng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、模具拋光采用氣壓砂輪拋光技術(shù)不僅可以縮短加工時(shí)間，而且可以有效的提高模具曲面的質(zhì)量。課題組提出六自由度機(jī)器人控制氣壓砂輪拋光技術(shù)，并采用進(jìn)動(dòng)拋光方式，可有效地去除模具加工痕跡，獲得高品質(zhì)表面。本文基于課題組的前期進(jìn)動(dòng)拋光研究成果，深入研究了進(jìn)動(dòng)氣壓砂輪拋光過(guò)程中的振動(dòng)問(wèn)題，建立了六自由度機(jī)器人的剛度方程，確定了機(jī)器人末端節(jié)點(diǎn)的位移與振動(dòng)強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式，提出了一種基于VRML技術(shù)的模具邊界線(xiàn)提取方法，優(yōu)化了模具邊界鄰域進(jìn)動(dòng)拋光軌跡，設(shè)計(jì)了

2、氣壓砂輪進(jìn)動(dòng)拋光軌跡規(guī)劃與振動(dòng)優(yōu)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人控制氣壓砂輪進(jìn)動(dòng)拋光的振動(dòng)抑制。具體工作如下:
　　1)提出氣壓砂輪拋光中的振動(dòng)問(wèn)題:將機(jī)器人控制氣壓砂輪進(jìn)行進(jìn)動(dòng)拋光時(shí)的振動(dòng)問(wèn)題歸結(jié)為兩大類(lèi)，即由機(jī)器人剛度變化引起的振動(dòng)強(qiáng)弱變化和由工件邊緣鄰域氣壓砂輪切削速度方向分布不合理引起的振動(dòng)增強(qiáng)等問(wèn)題。針對(duì)這兩種振動(dòng)問(wèn)題分別提出了解決思路。
　　2)進(jìn)行機(jī)器人剛度相關(guān)的計(jì)算分析:采用D-H表示法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，然后用幾何

3、法求機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，得到任意姿態(tài)下的機(jī)器人各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角。采用矩陣位移法得到機(jī)器人任意姿態(tài)下的整體剛度矩陣，利用剛度方程和氣壓砂輪受到的外力向量，求解得到氣壓砂輪的位移。最后將氣壓砂輪的位移變化過(guò)程與實(shí)際加工時(shí)的振動(dòng)強(qiáng)度變化過(guò)程相聯(lián)系，找出了一個(gè)由位移預(yù)測(cè)振動(dòng)強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式。
　　3)對(duì)工件邊界拋光振動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行分析:對(duì)工件邊界鄰域采用氣壓砂輪進(jìn)動(dòng)拋光方法時(shí)由于切削速度方向分布不合理引起的振動(dòng)加劇和邊界破壞情況進(jìn)行了分析研究，提出了

4、在工件邊界附近進(jìn)行切削速度方向約束的方法，推導(dǎo)得到了邊界約束條件，實(shí)驗(yàn)表明，只要滿(mǎn)足邊界約束條件就可以避免在工件邊界拋光時(shí)出現(xiàn)的振動(dòng)加劇、邊界磨損和磨粒大量脫落的問(wèn)題。同時(shí)，為了使邊界約束條件能應(yīng)用于自動(dòng)軌跡規(guī)劃過(guò)程，提出了一種基于VRML技術(shù)的三維模型邊界線(xiàn)提取方法，該方法可用于任意具有復(fù)雜形貌的三維模型。
　　4)編制氣壓砂輪進(jìn)動(dòng)軌跡優(yōu)化程序:在原氣壓砂輪進(jìn)動(dòng)軌跡規(guī)劃程序的基礎(chǔ)上，在LabVIEW環(huán)境中設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了氣壓砂輪進(jìn)動(dòng)拋