建立機(jī)器人快速制造粘土類陶瓷原型加工系統(tǒng)，針對所加工材料的特性選擇合適的刀具和機(jī)器人加工軌跡。針對軟材料的切削原理，研究針對粘土材料的機(jī)器人加工藝，找到合適的加工參數(shù)，制作滿足熔射制模技術(shù)要求的耐高溫陶瓷原型。通過對粘土坯料進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了新工藝的可行性，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如切屑粘刀，排屑不暢及精加工過程中的崩豁問題，這些都需要我們在后面的研究中繼續(xù)展開工作。
陶瓷原型加工路徑的建立。以汽車覆蓋件陶瓷原型，其最大尺寸(370*325*70)mm，成形件表而質(zhì)量要求高。因此，以汽車覆蓋件陶瓷原型為例討論陶瓷原型的加上，具有比較典型的代表性。基于UG CAM對機(jī)器人加工路徑進(jìn)行規(guī)劃。使用UG時(shí)，操作者可以通過對話框進(jìn)行加上參數(shù)設(shè)定與修改，包括幾何參數(shù)、刀具、方法、程序四方而。首先選取加工方式，設(shè)定相關(guān)參數(shù)后，可生成刀軌路徑。然后通過仿真檢查井優(yōu)化刀軌，生成NC代碼。最后用本實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的轉(zhuǎn)換程序NC2JBI，實(shí)現(xiàn)NC代碼到機(jī)器人的代碼轉(zhuǎn)換。
陶瓷原型加工路徑的建立。以汽車覆蓋件陶瓷原型，其最大尺寸(370*325*70)mm，成形件表而質(zhì)量要求高。因此，以汽車覆蓋件陶瓷原型為例討論陶瓷原型的加上，具有比較典型的代表性。基于UG CAM對機(jī)器人加工路徑進(jìn)行規(guī)劃。使用UG時(shí)，操作者可以通過對話框進(jìn)行加上參數(shù)設(shè)定與修改，包括幾何參數(shù)、刀具、方法、程序四方而。首先選取加工方式，設(shè)定相關(guān)參數(shù)后，可生成刀軌路徑。然后通過仿真檢查井優(yōu)化刀軌，生成NC代碼。最后用本實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的轉(zhuǎn)換程序NC2JBI，實(shí)現(xiàn)NC代碼到機(jī)器人的代碼轉(zhuǎn)換。
從不同方向返回測點(diǎn)時(shí)都存在不同的誤差;機(jī)器人軌跡中存在誤差最小的坐標(biāo)軸方向，走刀時(shí)應(yīng)盡量沿此方向。機(jī)器人軌跡位置精度測量的結(jié)果;最大、最小誤差的變化趨勢基本相同，但兩者相差約0.01mm;行走速度變化時(shí)，兩種誤差的變化規(guī)律基本相同，不隨行走速度變化。建立NC代碼與機(jī)器人代碼的轉(zhuǎn)換公式，考慮沿軌跡位置誤差最小的軸方向走刀并對軌跡作補(bǔ)償處埋，得到了可生成優(yōu)化的機(jī)器人銑削路徑代碼的算法和CAM軟件。實(shí)際加工得到用于熔射制模的陶瓷型熔射原型，滿足熔射要求，從而驗(yàn)證了所開發(fā)的軟硬件以及加工技術(shù)的可行性。
工業(yè)機(jī)器人在陶瓷行業(yè)的應(yīng)用，在國外已是一個(gè)較為成熟的技術(shù)。工業(yè)機(jī)器人在施釉和翻模、坯胎出模的上序中適應(yīng)了不同的工件和模具。這樣，可在施釉工藝這樣一種粉塵較大、作業(yè)較復(fù)雜的工作中，取代人工作業(yè)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。在翻模、取坯作業(yè)這種體力勞動(dòng)強(qiáng)度大，需較仔細(xì)的作業(yè)中避免人工操作易疲勞，造成功效低，易損壞毛坯的毛病。另一方而，由于機(jī)器人能“存入”許多工件的最佳施釉工作“曲線”，且每次調(diào)用只需非常簡單地將相關(guān)的程序調(diào)人機(jī)器人的“當(dāng)前”操作指令中。所以，一旦工件變化時(shí)，機(jī)器人能以最快的速度適應(yīng)工件，噴涂出高質(zhì)量的釉而。這是人難以達(dá)到。
工業(yè)機(jī)器人快速制造原型是正在發(fā)展的一種快速制造原型和零件的方法，但是在過去的十幾年，它的應(yīng)用范圍普遍局限于石蠟、木材、塑料和輕金屬等材料。研究人員考慮縮短產(chǎn)品的開發(fā)時(shí)間，提高設(shè)備的功能性以及環(huán)境和諧性和產(chǎn)品質(zhì)量，己經(jīng)構(gòu)筑了多種機(jī)器人快速原型系統(tǒng)。構(gòu)筑了一個(gè)銑削泡末材料的快速原型系統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)。構(gòu)筑了而向大型制件的機(jī)器人快速原型系統(tǒng)，工作空間為4m*2m *2m，可以制作許多大型零件。構(gòu)筑了基于雙機(jī)器人的快速靈活制造木制船模系統(tǒng)。發(fā)展了一個(gè)基一于工業(yè)機(jī)器人的薄壁鋁金屬成型系統(tǒng)。國內(nèi)機(jī)械科學(xué)研究總院單忠德研究員在機(jī)器人快速制造鑄型方而也做了很多工作。
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