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基于工业机器人的水龙头打磨抛光系统的设计与开发

黄琴  
【摘要】:水龙头的外形轮廓一般都是由多个自由曲面构成的复杂表面,且表面的光洁度要求很高。受国内加工条件的限制,目前水龙头表面的打磨抛光主要以手工加工为主;手工加工不但效率低,而且加工的稳定性和一致性难保证,同时打磨抛光形成的金属粉尘对人体危害很大,严重影响操作者的健康;所以使用其他更先进的方法替代手工打磨抛光非常有必要。本课题设计的一种基于工业机器人的水龙头自动打磨抛光系统,能够将工人从繁重的体力劳动中解放出来,避免了工人长时间在恶劣的环境中工作;并且工业机器人具有柔性、稳定、快速、精确、耐用等特点,能够在保证产品加工质量的同时,大大提高生产效率。本文首先介绍了工业机器人砂带打磨抛光技术在国内外研究和应用的现状,并对砂带打磨抛光关键技术做了简要的介绍;然后对本系统的五个主要组成部分进行了详细的分析,重点分析了与水龙头打磨抛光加工有关的机器人夹持工艺、砂带打磨抛光的工作原理、砂带打磨抛光的加工参数等内容;研究了坐标系与运动学分析的关联性,并在此基础上,以本次加工所使用的IRB2600型工业机器人为例,利用D-H公式通过矩阵变换的方法,建立了机器人各个连杆的坐标系,进而对运动学正解进行求解;采用代数解法,计算IRB2600型机器人的运动学逆解;对加工工艺、加工区域划分及加工路径规划进行了分析;结合本次水龙头打磨抛光项目对示教和离线两种编程方式进行了比较说明;对RAPID语言做了详细的说明和分析。最后利用RobotStudio软件,编辑了水龙头打磨抛光程序,实现了实物零件的生产。


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