人工打磨作業(yè)會產(chǎn)生粉塵、火花、高速顆粒和振動,屬于高強度重復性工作,打磨的質量取決于工人的技術熟練程度,并且作業(yè)效率不高。隨著機器人技術的發(fā)展以及勞動力成本的提高,將操作人員從人工打磨作業(yè)中解放出來成為趨勢。以“保證機械臂打磨作業(yè)時各關節(jié)角位移、角速度和角加速度平穩(wěn)光滑無突變,降低非作業(yè)動作時間”為目的的研究,能夠提高各種三維曲面打磨作業(yè)效率、延長打磨機械臂的使用壽命,具有重要意義。
浮動打磨機器人工作系統(tǒng)基于感知終端和數(shù)據(jù)庫技術,采取離線編程、感知輸入和自主決策,實現(xiàn)智能化打磨控制。以算法為核心,運用激光掃描技術和離線編程仿真技術對機器人進行控制,為機器人運動設置坐標系,存儲作業(yè)順序、運動路徑、運動方式、運動速度和與生產(chǎn)工藝有關的信息。風機葉片、火車軌道、飛機蒙皮、船體外殼等現(xiàn)階段主要采用手工作業(yè)的方式進行表面的去漆打磨,操作強度高,工作環(huán)境惡劣,效率低,且在表面容易產(chǎn)生凹坑和過切的現(xiàn)象,打磨質量嚴重依賴操作者的技術水平。為克服上述缺點和問題,使用六自由度機器人來代替手工作業(yè)進行打磨工作,是一個很好的選擇。
(1)機器人自動化作業(yè),通過兩大控制系統(tǒng)協(xié)同作業(yè),可以自感應曲面及焊縫角度變化,自生成打磨數(shù)據(jù)(力及方向),不需人工輔助作業(yè),不需外部輸入打磨力。
(2)恒力矩打磨,數(shù)學模型的建立就是為實現(xiàn)隨角度變化仍舊保持恒定力矩的目的,恒力矩打磨可以保持打磨的穩(wěn)定性,尤其是對于曲面打磨,保證打磨光潔度一致。
(3)適配多種打磨工具,打磨頭采用旋轉安裝固定在機器人末端裝置,拆裝靈活,可安裝鋼絲輪、羊毛刷、粘布輪、砂輪等多種打磨頭,實現(xiàn)多工具配合作業(yè),擴大打磨使用范圍。