基于六自由度机器人的四工位砂带磨削系统开发-机械电子工程专业论文.docx

分类号： 分类号： 学校代号：11845 U D C： 密级： 学 号：2111201200 广东工业大学硕士学位论文 (工程硕士专业学位) 基于六自由度机器人的四工位砂带磨削系统 开发 陈冠林 指导教师姓名、职称： 塞』建叠塾拯 学科(专业)或领域名称：扭越电王王猩 学生所属学 院： 扭电工猩堂医 论文答辩日 期： 2Q!§生鱼旦 万方数据 A A Dissertation Submitted to Guangdong University of Technology for the Degree of Master (Master of Engineering Science) Development of the four station abrasive belt grinding system combined with 6-DOF robot Master Candidate：Chen Guanlin Supervisor：Prof．Liu Jianqun June 2015 School of Electromechanical Engineering Guangdong University of Technology Guangzhou，Guangdong，R R．China，5 1 0006 万方数据 摘要摘要 摘要 摘要 本论文所介绍设计的基于六自由度机器人的四工位砂带机磨削系统，主要运用于 当今工业自动化应用水平较高的高端水龙头零部件打磨加工行业中，同时鉴于该系统 中机器人设备的活动自由度较高以及砂带机系统针对不同零部件的可适应性、可调节 性较强，其亦可应用于各种复杂型面的金属零部件打磨加工行业中，应用范围十分广 泛，具有很好的市场推广前景。 本次项目设计有幸能参与到企业实际研发过程中，从中掌握了不少技术知识，在 导师、企业工程师的带领下完成了一系列工作内容： (1)首先，正确认知工作项目的发展意义，了解国内外相关磨削系统设备发展情 况，包括机器人、砂带机设备等；掌握机器人自动化打磨相关技术条件需求，包括表 面光整加工技术的必要性、特点、功能，砂带磨削机理与应用等； (2)结合实际生产加工需要对机器人砂带磨削系统的工艺流程进行研究，针对L 型水龙头模型进行加工轨迹的设计，根据企业规划及具体水龙头零件复杂型面加工需 求对机器人砂带磨削系统进行整体组成方案设计，并形成较为完善的系统设计意识； (3)详细分析研究扇形与工字型砂带机布局的特点、适用范围，立式与层式砂带 机结构的工作原理和电机选型理论推导，同时也包括砂带机结构中关键部件如：张紧 轮、调偏轮、辅助轮机构的设计，气动回路的设计，直线型夹具定位功能的设计原理 分析及改进措施等； (4)鉴于实际生产加工过程较难得到标准参数化的水龙头零件模型，通常利用加 工好的水龙头进行扫描反求得出，但往往由于加工精度会导致扫描反求件的尺寸存在 误差，同时为满足离线仿真编程的模型准确再现要求，自主研究应用新型三维建模软 件进行模型二次参数化重构设计，基于Autodesk Fusion360三维建模软件的T样条直 接建模功能实现对T字型水龙头模型的局部对称化、参数化修改； (5)设计机器人自动化打磨在线示教标定方法，通过自主设计的测量方法对砂带 机、夹具实际空间安装位置的相对误差进行计算，得出的有效数据可应用到离线编程 仿真软件模型再现的位置准确建立过程当中，保证真实环境与虚拟再现环境中的设备 相对位置一致，有利于打磨编译轨迹的可重复利用和移植；利用相关三维建模软件 solidworks对砂带机系统的模型进行组建，利用Autodesk Fusion360的直接建模功能对 万方数据 广东工业大学硕士学住论文L型水龙头模型的局部边角进行倒角处理，利用UG 广东工业大学硕士学住论文 L型水龙头模型的局部边角进行倒角处理，利用UG NX9．0对L型水龙头零件表面进 行导入离线编程软件前的等参数化处理，并结合ABB机器人公司开发的Robotstudio 离线编程仿真功能，进行了准确的打磨轨迹编译。 项目实现了水龙头零件局部表面良好的打磨处理效果；得出一系列加工问题经验 总结，并对砂带机系统设备结构、尺寸、布局位置等做出了较好的调整，不断完善、 增强系统的功能与适用性。 关键词：机器人；砂带磨削；模型参数化重构设计；离线编程； 万方数据 ABSTRACTAB ABSTRACT AB STRACT The four position belt machine grinding system combined with 6-DOF robot which introduced by this dissertation is mainly used in the advanced fau