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六自由度抛光打磨机器人3D空间路径规划

六自由度抛光打磨机器人3D空间路径规划

在六自由度工业机器人的末端,装上主轴和去毛刺工具使机器人构成一台去毛刺打磨设备。通过机器人的运动,控制使机器人末端的主轴和去毛刺工具可以到达工件需要:去毛刺的部位并根据去毛刺的需要,分别在刀库里,调配抛光轮、毛刷盘、刀具等去毛刺工具,完成各种工艺的去毛刺加工。这种打磨机器人适用于复杂特别是大型3D工件的打磨抛光去毛刺加工,替代人工在污染严重工作单调的环境中高效完成危险的打磨作业。有此带来的主要好处有:

(1)降低企业的人工成本将工人从恶劣的环境中解放出来;

(2)降低安全生产事故长期从事枯燥的打磨工作很容易,让工人麻痹大意造成事故;

(3)克服工人在工作时依照经验去判断是否加工完成的,主观问题,提升打磨质量;

(4)提高工作效率保持稳定生产。

3D工件一般具有较为复杂的结构例如飞机发动机汽轮机叶片和模具等,表面复杂、打磨精度要求高。如何规划打磨机器人的路径就成为众多学者研究的一个热点机器具有如人类手腕一般的自由活动能力,使得它非常适合于模具的自动研磨抛光加工。数控表面加工与机器人表面加工虽有着本质的不同,但在方法上具有借鉴意义。

本文采取3D曲面构型最为广泛使用的方法张量积法来表示曲面并应用算法给出打磨机器人三维空间的路径规划方案。为了提高六自由度打磨机器人运动学的效率在运动学计算中引入了基于逆雅可比矩阵的方法求解机器人运动学反解。