去毛刺机器人技术分析与控制

2019/12/5 16:29:16admin14

   近年来,机器人去毛刺技术交叉融合了机械、电子、计算机、传感器等多学科、多层次的研究领域,其以工业机器人为核心,集成外围智能辅助设备对目标零件进行毛刺去除作业。我国在工业机器人去毛刺领域的尝试尚浅,主要围绕比较规则的大型零部件打磨,如汽车变速器零件、飞机发动机叶片、发动机曲轴等。

   在机械加工过程中毛刺的产生不可避免,这些残留毛刺有些是焊接作业中飞溅的余料,有些是车、锐、锻、铸等加工时产生的飞边,还有些是因切削参数不当而产生的加工缺陷。毛刺的存在会严重影响零件的外观质量、装夹精度和再加工定位等,降低机械系统的稳定性和可靠性,为后续的检测和装配等环节带来了诸多不便。

   广州友仪机电利用工业机器人对产品表面进行毛刺去除作业,主要是控制机器人带动去毛刺工具与被加工的零件保持较好的棱边接触,并产生相对运动来使毛刺去除,且毛刺去除效果满足零件尺寸公差要求。

一、机器人毛刺去除过程需要满足以下几个要求:

   1、保证去毛刺工具对触指的轮廓进行准确的跟踪;

   2、对触指表面施加合适的力保证毛刺完全去除,且无二次毛刺的产生和触指基体过切现象;

   3、避免损坏刀具和划伤己加工的触指表面;

   4、保证毛刺去除效率,避免重复作业。机器人去毛刺时的轨迹规划通常有两种情况,一种是采用在线编程的方法,由机器人在外部传感设备辅助下逐点示教工件轮廓在线生成加工程序,该方法占用加工时间,影响效率低,更换零件后要重新示教;第二种是采用离线编程的方法,通过仿真软件提取工件CAD/CAM模型中的棱边信息,生成机器人去毛刺离线编程轨迹,该方法易受工件装夹精度和尺寸公差的影响,单纯位置控制无法满足去毛刺工艺要求。

二、机器人去毛刺切削力控制

   由于机械加工后(车、锐、锻、铸等)出现在零件表面的毛刺会存在大小和硬度的差别,且同种零件不同批次下产生的毛刺位置也各不相同。如果将机器人末端执行器的进给速度设为恒定值,当此值高于去毛刺过程的平均速度时,在去除工件上尺寸较小且硬度较低的毛刺依旧能够保持较好的加工质量;但遇到尺寸较大或硬度较高的毛刺时,末端刀具切削反力增大,易产生系统不良振动、刀具损坏等问题。

   若将固定进给速度设置低于去毛刺过程的平均加工速度,系统稳定性增强,刀具损坏的概率也大大降低,可毛刺去除效率就会受到影响。故而,在机器人自动化去毛刺作业中,需根据工件表面毛刺的实际分布情况,动态调整机器人去毛刺刀具的进给速度,以实现在系统刚性较强、刀具损坏率较低、表面质量较好的条件下生产效率的最大化。

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