机器人超声研抛自由曲面的精加工系统

论述自由曲面精密加工领域内机器人的应用背景,介绍机器人超声弹性研抛系统的构成及工作原理,建立面向自由曲面的机器人加工系统的控制模型,实验证实该系统方案的可行性和技术的先进性。     

微小研抛机器人开放式控制系统研究

提出在大型模具曲面上进行自主研抛作业的微小机器人的运行特征,建立了一种基于PMAC和PC的双CPU开放式控制系统.通过对伺服运动、研抛执行和传感定位子系统的分析,全面介绍了系统体系结构和控制策略,运动实验结果表明了系统的可行性.该微小研抛机器人控制系统的设计符合实用要求,具有一定应用价值.     

大型曲面自适应研抛机器人运动学仿真

为了提高加工效率,提出了一种安装盘状工具在大型曲面上进行自适应研抛加工的机器人,可以在行进中进行作业.在分析了大型曲面的特征,针对盘状工具多点切触加工的特点,确定了机器人的技术构成.通过Pro/Engineer软件建立了研抛机器人的虚拟模型,研究了自适应研抛机器人和加工系统的运动学并建立了数学模型,应用Adams和Matlab软件对研抛机器人的自适应性和整机运动性能进行了联合仿真.仿真结果表明研抛机器人及其工具系统具有良好的动态性能,为研抛机器人系统的设计、制造和控制提供参考依据.     

机器人自动研抛系统平台搭建及重力补偿研究

为进行复杂曲面工件的柔顺研抛加工,自行搭建了机器人自动研抛系统平台,系统的关键技术之一是实现ATI六维力/力矩传感器和PC机的在线研抛力控制。通过对传感器测量值进行受力分析,提出研抛工具和连接件的重力补偿算法,用于消除加工过程中重力产生的干扰。采取基于位置内环的力外环柔顺控制策略,以45钢曲面工件作为加工对象进行研抛实验。实验结果表明,研抛力在一定范围内保持相对恒定,研抛曲面加工质量稳定,证明了该机器人自动研抛系统平台的可行性,良好地实现了机器人的自动化研抛加工。     

光纤连接器端面研抛机轨迹分析及均匀研抛机理研究

分析了一种光纤连接器端面研抛机的运动原理。推导出工件相对于研磨盘的运动轨迹S1和研磨盘相对于工件的运动轨迹S2的表达式,得出S1、S2均为次摆线,分析了轨迹随相关参数的变化规律。对于S1,次外和次内摆线的分界点为速比I=1。研究了工件均匀研抛和砂纸均匀磨损的机理,即相对轨迹弧长S对相应半径R的微分dS/dR应与R成线性关系,推导出相应线性系数k的表达式,并通过单因素试验法求出优化参数配置。     

基于最大熵原理的平面研抛工艺参数优化

提高光学零件研抛加工精度的关键是优选工艺参数。对此提出一种基于最大熵原理的平面研抛工艺参数优化方法。建立了工件研抛信息熵的数学表达式并给出了相关的物理解释,并对定偏心平面研抛工艺参数优选进行了数值模拟计算。研究结果表明,在定偏心平面研抛中,选择工件与研抛盘同方向等速转动可以使工件表面材料去除均匀,选择较大的偏心率可以提高加工效率,同时应实时修整研抛盘以减小研抛盘磨损对工件加工精度的影响。     

非球面数控气囊研抛技术研究

针对目前气囊研抛方法中研抛力控制精度不高的问题,提出一种新的非球面精密气囊数控研抛方法,由磁流变力矩伺服器(MRTS)对气囊与非球面之间的研抛力进行独立控制,由数控车床对气囊研抛工具进行位移伺服控制。基于这一技术,介绍了气囊数控研抛系统的组成,阐明了基于MRTS的研抛原理,分析了气囊研抛工具与非球面工件之间的接触力,建立了研抛力模型,对气囊研抛工具的研抛路径进行了规划,在此基础上,进行了实验研究。实验结果表明,提出的方法可以实时有效控制气囊研抛过程中的研抛力,得到表面粗糙度Ra≤0.03μm的非球面镜面表面,实现了非球面精密、超精密加工。     

LD模具钢数控磁性研抛工艺参数的实验研究

讨论了数控磁性研抛工艺在LD新型模具钢上的使用情况.通过实验,分析了磁感应强度、工作间隙、加工时间等工艺参数对研抛效果的影响.实验表明此工艺是一种高效率、高精度和高可靠性的自动化加工方法,有很好的市场前景.     

超声砂带研抛的实验研究

超声砂带研抛是在开式砂带研抛中叠加超声振动而形成的一种复合加工工艺。文中阐述了超声砂带研抛的工作方式、基本原理和系统设计,对砂带振动状态进行了测试和分析,并对比了超声砂带研抛和普通砂带研抛后的工件表面糙度及其加工效率。     

机器人自动化加工系统的研究

提出了一个机器人自动化加工系统的构想。对实现机器人加工系统现存的一些问题有系统组成,系统功能结构作了研究,给出了机器人自动化加工系统的应用实例－机器人模型加工系统。     

单晶金刚石的弹性浮动研抛技术的研究

本文提出一种基于弹性系统的金刚石研抛技术,并对该加工方法进行一系列的试验研究熏试验结果表明该方法可获得高质量的金刚石表面。     

碳化硅研抛加工过程中亚表面损伤的研究北大核心

碳化硅抛光加工中极易出现表面/亚表面损伤,使其应用受限。基于研抛加工中脆性材料去除机理,建立亚表面损伤深度(SSD)的理论模型。利用有限元仿真模拟了单颗粒抛光加工的过程,分析了不同研抛参数(抛光速度、抛光深度和磨粒顶角)对SSD的影响。结果表明,当加工深度大于脆性材料临界切削深度时,材料去除主要是脆性模式;SSD随着磨粒顶角以及抛光深度的增大而增大,随着抛光速度的增加而减小,但是抛光速度过高会不利于亚表面损伤的控制。由于抛光过程中运动学特性,抛光速度对SSD的影响大于抛光深度和磨粒顶角。     

机器人变抛磨头抛磨系统搭建及其实验研究

为了实现复杂曲面类零件一次性、完整性抛磨加工的理念,设计搭建了基于工业机器人的变抛磨头抛磨系统,其中包括抛磨平台的结构设计、静力学分析、模态分析、控制方案设计、测力模块的设计以及传感器与上位机之间通讯方案的设计;然后基于阻抗控制算法构建了工业机器人与抛磨平台间的柔顺联动控制策略。经实验验证,抛磨平台具有较高的定位精度和重复定位精度,且抛磨平台与工业机器人配合加工时无碰撞与干涉发生,选用航空发动机叶片进行抛磨加工实验后未发现加工盲区的存在,为复杂曲面类零件一次性、完整性抛磨加工奠定了基础。     

机械磨具磨抛SKD-11钢结构的自动化磨削参数优化

针对以往使用的基于响应曲面法、基于修正Preston方程优化方法受到高温影响,参数优化结果不理想,为了解决该问题,提出了基于非支配排序遗传算法的机械磨具磨抛SKD-11钢结构的自动化磨削参数优化方法.选择SKD-11高铬合金钢为试材,采用干式顺磨工艺加工.采用YHMKS1320系列数控高速外圆磨床对工件进行试验,用JC...     

非球面柔顺研抛的边缘效应机理研究

在整个非球面柔顺研抛的过程中,如果运动速度、进给速度和外加压力都不发生变化,非球面边缘区域的研抛进给路径是其他区域的一半,所以理论上边缘区域去除量应该更少,但实验结果正好相反。针对该边缘效益,从研抛过程的基础动力学状态转换过程入手,重新研究了柔顺研抛的工艺过程,发现在边缘区域虽然加工时间以线性方式减少一半,但接触压力以二阶幂指数方式由原值递增至无穷大,决定去除效率的因素中,接触压力比加工时间更占主导,所以边缘区域实际去除量会更多。     

向心球轴承滚道精密砂带研抛的试验研究

针对向心球轴承外圈内滚道精密砂带研抛试验结果,分析了工件转速、带宽对滚道研抛表面质量及形状精度的影响,得出了转速、带宽和滚道表面质量及形状精度的关系。     

SiCp/Al复合材料振动辅助研抛数值模拟的研究

为了研究在超声振动辅助研抛过程中,不同工艺参数对SiCp/Al复合材料的影响,采用ABAQUS仿真软件,建立了单磨粒研抛有限元模型,通过单因素实验法对不同工艺参数下,超声振动辅助研抛SiCp/Al复合材料的表面和亚表面损伤进行分析。结果显示,在SiCp/Al复合材料振动辅助研抛过程中,界面损伤和亚表面损伤是影响SiCp/Al表面质量和亚表面损伤的主要因素,随着研抛速度和研抛深度的增大而增大,但是研抛速度过低不利于亚表面损伤的控制;振动频率越大,材料去除率越高,同时能够抑制亚表面损伤;较高的横向振幅能够降低表面粗糙度,抑制亚表面损伤,较高的纵向振幅使工件表面粗糙度增大,但是工件界面层损伤得到有效抑制。     

基于有机玻璃切削透光度的工艺参数试验研究

滑动轴承油膜流态可视化研究中,对有机玻璃轴瓦加工工艺参数探究,关系到试件的透光度及图像采集效果。通过构建测光平台,对工艺参数不同的试件进行测量、分析,归纳了在不同工艺参数下制件的透光度变化趋势;总结了经济合理的工艺路线,并在工艺过程中加入的两次水浴定性时效,有利于提高材料的加工稳定性;优化了精细加工的工艺参数,最终实现了滑动轴承可视化研究试件制备,为同类研究提供了可借鉴的试验数据。     

研抛加工机械加载力系统的设计与研究北大核心

为解决研抛加工机械加载力的变化曲线与压力采集等问题,对研抛过程中影响抛光效果的压力大小等主要因素和各种压力加载方法等方面进行了研究。从机械结构和控制软硬件两方面展开了研究,采用了一种基于PCI-1240U运动控制卡以及USB总线的技术,设计了压力加载控制系统;控制软件方面采用Lab VIEW设计了人机交互界面,利用压力加载试验台对实现加载力变化曲线和压力采集进行了测试。研究结果表明:该系统能实时监测加载系统的压力参数,能够实现不同的压力加载变化曲线功能;系统故障断路响应迅速、可靠性高,从而能在保证工件质量的基础上,提高平面研抛的加工效率。     

4+2自由度叶片抛磨专用机器人轨迹规划方法研究

砂带抛磨作为复杂曲面叶片精密加工的最后一道工序,其加工质量直接影响叶片的服役性能和寿命。传统6自由度机器人多关节串联具有明显的弱刚性,在末端夹持大型叶片时抗变形能力欠佳。为此,文章自主设计研发了4+2自由度叶片抛磨专用机器人系统,并开展复杂曲面叶片抛磨轨迹规划方法研究。首先基于D-H法建立该机器人运动学模型,进行机器人运动学的正、逆解的求解;其次给出了综合考虑抛磨工具与工件曲率的干涉、刀路轨迹行距和轨迹点密度对残留高度的影响规律的轨迹规划方法,建立了2个单元的协同运动模型保证叶片的加工实现;最后通过叶片抛磨轨迹数控程序验证了所获得的抛磨轨迹的正确性。