铸件表面处理的工业机器人关键技术研究

发布时间：2020-11-03 05:45

　　 近年来汽车销量逐年增长,人们对汽车零部件的要求也越来越严格,刹车片支架作为汽车的零部件之一,其主要是采用铸造的方式成型的,由于工艺特点,铸造后表面会出现粗糙不平和毛刺等现象,这些缺陷会影响工件的使用性能及外观质量,同时工人搬运工件时也会存在安全隐患。目前大部分企业还是通过人工的方式打磨刹车片支架,但是在打磨过程中会产生大量的粉尘并伴随着噪音使得加工车间的工作环境污染极其严重,长时间在这种加工环境下会对工人身体造成极大的伤害。本文以工业机器人为主体,设计了一套打磨清理刹车片支架方案,提升了生产线自动化程度,降低了工人的劳动强度。主要研究工作如下:分析各个打磨影响因素对打磨质量与打磨效率的影响,实现在打磨过程中磨头压力的稳定控制,并求解出打磨功率作为确定打磨工具型号的依据。搭建一套刹车片支架打磨系统,确定打磨方式,选择工业机器人型号,通过设计工件夹具和工作台,实现工件的定位与夹紧。由D-H参数法建立机器人运动学,实现机器人末端定位,使用MATLAB中的机器人工具箱建立机器人模型,并对运动学做仿真验证,基于运动学求解机器人工作空间确保所有打磨轨迹点都包含在机器人三维工作空间内。最后使用RobotArt对打磨轨迹进行规划,通过导入机器人、工具、零件、夹具、工作台等模型,规划打磨轨迹后进行干涉检查和打磨仿真,验证轨迹规划的合理性,通过后置功能导出离线打磨程序。
【学位单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP242.2
【部分图文】：

图 1.1 刹车片支架Fig. 1.1 Brake pad bracket刹车片支架的打磨主要还是依靠人工打磨,如图 1.2 所示，虽然这的设备价格较低，但打磨效率低，打磨后表面一致性较差，另外生大量的粉尘并伴随着噪音使得加工车间的工作环境污染极其严加工环境下会对工人身体造成极大的伤害[2]。《中国制造 2025》中以人为本的理念也体现国家对工人生产环境的要求逐渐严格，以技术水平不断的进步，使用人工来打磨的这种方式最终会被智能式所取代[3]。因此本文分析与研究了能够代替人工作业的工业机技术，这对日后铸件表面清理的研究具有重要的实际意义。

图 1.1 刹车片支架Fig. 1.1 Brake pad bracket刹车片支架的打磨主要还是依靠人工打磨,如图 1.2 所示，虽然的设备价格较低，但打磨效率低，打磨后表面一致性较差，另外生大量的粉尘并伴随着噪音使得加工车间的工作环境污染极其严加工环境下会对工人身体造成极大的伤害[2]。《中国制造 2025》以人为本的理念也体现国家对工人生产环境的要求逐渐严格，以技术水平不断的进步，使用人工来打磨的这种方式最终会被智能式所取代[3]。因此本文分析与研究了能够代替人工作业的工业机技术，这对日后铸件表面清理的研究具有重要的实际意义。

沈阳工业大学硕士学位论文成果。在 1980 年，世界上第一台六轴机器人 ASEA IRB6 被应用于去曲轴毛刺，这台打磨机器人存在较大的不足，它加工的质量不稳定、加工效率和加工精度也较低[7]。瑞士的 ABB 机器人公司第一次将工业机器人与砂带机进行组合，并应用在打磨领域，如图 1.3 所示，获得了较好的表面质量和提高了打磨效率，打开了工业机器人在打磨领域中发展的大门，随后 Kazern、David J.Givline 等公司也对砂带机与工业机器人组合进行了研究，为后续工业机器人仿真系统的发展奠定了基础[8-9]。西班牙MEPSA 公司研发的对细长管类进行打磨加工的磨削系统如图 1.4 所示，这套磨削系统可以除去切割和焊接等工艺所残留的毛刺和边缘凸起。
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本文编号：2868177