机器人打磨碳纤维复合材料构件表面质量研究

发布时间：2024-03-01 02:56

　　为了研究机器人打磨碳纤维复合材料构件的表面质量,搭建机器人自动打磨系统进行打磨试验。通过正交试验,利用多元线性回归方法建立了表面粗糙度与打磨正压力、进给速度、打磨气压关系的预测模型,并进行显著性分析和预测试验;分析了气动偏心打磨机的结构,利用理论分析和仿真计算建立了去除函数模型,通过迭代计算获得了机器人打磨路径的行距,并进行验证试验。结果表明,表面粗糙度预测模型显著性强,在所研究参数范围内的预测误差在±7%以内;基于偏心打磨机去除函数模型规划机器人打磨路径,能够减少构件表面树脂堆积,提高打磨均匀性。

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【部分图文】：

图1机器人打磨系统

图1为本文搭建的机器人打磨系统,具有恒力打磨、运动轨迹自动生成、打磨力和打磨轴向位置数据实时采集、吸尘防爆等功能。UR10机器人实现末端位置控制和进给速度控制;末端安装的iGrinder被动柔顺装置,实现恒力打磨,轴向浮动距离0～12mm,并能够补偿机器人末端与工件之间的轴向距离....

图2工件表面树脂残留

打磨试验发现,气动偏心打磨机沿着打磨轨迹进给时的打磨区域宽度为132mm,打磨区域两侧位置的粗糙度值与中间位置存在较大差别,且两侧位置表面形貌残留较多树脂,如图2所示。为了提高工件打磨均匀性,本论文通过建立偏心打磨机的去除函数模型,研究机器人打磨路径对打磨均匀性的影响,从而提出有....

图3偏心打磨机

偏心振动打磨机由气动马达、两个转动轴、配重块、托盘、砂纸等构成如图3a所示。气动马达带动转轴1(其中心为O1)转动,转速n1,在配重块作用下,转轴2(其中心为O2)转动,转速n2;托盘与转轴2固连并同心,运动机构简图如图3b所示。以O1为原点建立坐标系O1xy,打磨机相对于工件上....

图4去除函数仿真

根据前文得到的表面粗糙度预测模型,选取打磨参数为:打磨力30N,进给速度10mm/s,打磨气压0.6MPa,进行打磨预试验,测量打磨机转速。激光测速仪测得转速n1=226r/min,采集打磨力信号并进行频谱分析,得到主频率122.78Hz,即转速n2=7367r/min。MATL....

本文编号：3915329