面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文面向熔射快速制模的机器人辅助曲面自动抛光系统的研究姓名：任俊申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：张海鸥20060505华中科技大学硕士学位论文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抛光时间长、劳动强度大等问题，本文系统地概述了机器人自动研磨抛光系统的国内外现状并

2、开发了以Motoman-UP20关节式机器人为平台的辅助曲面自动抛光实验系统。论文首先比较了机器人抛光加工中气动和步进电机驱动的优缺点，以步进电机高速主轴为核心，建立了机器人抛光驱动系统，实现了在抛光过程中精确的磨头转速控制。比较分析了各种抛光工具的特点，确定了合适形状、材料的软质抛光工具，对游离式磨粒的成分、性能和应用范围进行比较分析，完成了磨具磨料的选型，确定了软质羊毛、不织布纤维材料磨头配合油溶性研磨膏的工具方案，从而集成了辅助模具自动抛光系统实验平台。其次，论文根据建立的机器人抛光系统以UG为平台进行抛光轨迹规划

3、，详细阐述了将铣削轨迹应用于抛光轨迹的关键性技术。此外，以VC为平台上开发了机器人抛光工艺软件，实现了机器人代码的读写操作，按照抛光工艺的要求实现了对工具加工角度的修正，以参数化的形式实现了磨头的刀具补偿，为开发完善的补偿程序打下了基础。由以上工作初步建立了机器人自动抛光系统原型。并采用ROTSY对生成的抛光轨迹进行机器人运动仿真，以确保抛光轨迹的无干涉和机器人运动控制的可行性。由以上工作初步建立了机器人自动抛光系统原型。最后，在建立的机器人抛光实验平台上进行了机器人抛光工艺实验研究，得到了在本文条件下合适的步进电机主轴

4、转速，得到了横向进给量越小越有利于表面质量提高的规律和实际应用中横向进给量的取值范围。确定了本文机器人曲面抛光系统的加工去除量在微米级，得出机器人抛光加工不会破坏等离子熔射制模工艺获得的表面皮膜完整性的结论。在以上工艺试验的基础上，进行了等离子熔射制造的汽车覆盖件模具表面抛光试验，结果表明本文系统可用于熔射制模工艺，为模具表面抛光提供有效快捷的途径。关键词：等离子熔射制模机器人抛光系统路径规划CAD/CAM皮膜华中科技大学硕士学位论文AbstractAsakindofrapidmetaltoolingmethod,Rap

5、idPlasmaSprayHardTooling（RSHT）hasbeenusedtomanufacturethepanelmoldsofthefieldssuchasautomobile,motorcycle,electricalapplianceandarchitecturedecoration.Ithasgreatapplicationforegroundbecauseofitsadvantagesoflowcost,rapidspeed,highsurfacereproducedaccuracyandnolimi

6、tationinthespraymaterialormouldsize.Inordertosolvetheproblemoflonggrindingtimeandhardlaborintensityofmanualgrindingduringpolishingthebigormedium-sizedautobodypanelmoulds,thispapersummarizesthelatestresearchinthefieldofroboticpolishingsystemhomeandabroadandthendev

7、elopedarobot-assistedautomaticpolishingsystemusingtheMotoman-UP206-axisrobot.Firstly,thispapercomparethecompressairdringstyleandstepmotordringstyleintherobot-assistedautomaticpolishingsystem.Thestepmotorhasbeenselectedasthecenteroftherobotpolishingdringsystemtore

8、alizedthestrictcontrollingofpolishingtoolrotatespeed.Baseontheanalysisofdifferentpolishingtools,thecombinationofflexiblepolishingtoolsandtheoiledabrasivesandha