【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械制造，尤其是指一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法及系统。
技术介绍
1、随着自动化技术的不断发展，工业机器人正逐渐在各行各业广泛应用。相较于传统人工打磨，机器人打磨不仅减少了对人身的侵害，还降低了职业病的发生，包括尘肺病在内。此外，机器人打磨也是实现数字化和智能化的关键进程。这些优势使得机器人打磨成为传统人工打磨无法比拟的技术选择，可极大减少工人工作量，节省时间，提高工作效率。
2、然而，对于螺旋桨这样的复杂曲面产品，其本身作为典型代表，不同位置曲率变化差异极大，对机器人打磨带来了显著的挑战。螺旋桨产品对精度的要求十分严格，特别是超高精度的s级产品，其精度要求达到了0.3mm。在加工过程中，为了保障轨迹的顺滑，常使用较为平缓的圆弧进退刀方式。然而，这种方式的优势在于保障轨迹的顺滑，但也可能导致边缘过切问题，经常造成1-1.5mm的凹坑。
3、由于螺旋桨本身由复杂曲面构成，对于s级产品大面打磨的精度要求为0.3mm，且不同位置曲率变化差异性极大，这对机器人均匀打磨造成了一定的影响，容易引起加工过程中加工量不均匀的问题。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中在对螺旋桨类复杂曲面进行磨抛时，由于其结构特征曲率变化大，容易引起加工过程中加工量不均匀的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，包括：
3、建立螺旋桨打磨的三维仿真模型；p>
4、在影响打磨表面质量的工艺因素中选取对同一条打磨轨迹下影响打磨量不一致的因素，作为研究因素；
5、根据所述三维仿真模型和所述研究因素，通过多指标正交实验法确定影响打磨量不一致的显著因素；
6、评估所述显著因素的可优化性，根据评估结果选取所述显著因素或选取所述研究因素中除所述显著因素以外的其他因素，作为优化因数，以确定最佳打磨工艺因素。
7、在本专利技术的一种实施方式中，所述三维仿真模型包括工业机器人及与其相连末端执行器、回转工作台以及安装在所述回转工作台上的螺旋桨，通过规划所述工业机器人的打磨轨迹，以控制所述末端执行器的轴向浮动来实现所述螺旋桨表面的恒力打磨。
8、在本专利技术的一种实施方式中，所述影响打磨表面质量的工艺因素包括零件材质和曲率、磨具材料、磨具粒度、磨具转速、打磨压力、打磨次数、进给速度。
9、在本专利技术的一种实施方式中，所述研究因素包括工业机器人的进给速度f、打磨压力p和主轴转速n。
10、在本专利技术的一种实施方式中，根据所述三维仿真模型和所述研究因素，通过多指标正交实验法确定影响打磨量不一致的显著因素，包括：
11、选择工业机器人的进给速度f、打磨压力p和主轴转速n作为研究因素，并确定各取值范围；
12、采用多指标正交实验方法，以去除深度d和进刀位置与中间位置去除深度差值d作为指标，将所述进给速度f、所述打磨压力p和所述主轴转速n作为实验的三个因素进行正交试验。
13、在本专利技术的一种实施方式中，所述进给速度f取值为20m/s、30m/s、40m/s，所述打磨压力p取值为20n、40n、60n，所述主轴转速n取值为3000rpm、4000rpm、5000rpm。
14、在本专利技术的一种实施方式中，所述进给速度f、所述打磨压力p均为可优化性差的因素。
15、在本专利技术的一种实施方式中，选取所述研究因素中除所述显著因素以外的其他因素，作为优化因数，以确定最佳打磨工艺因素，包括：
16、选取主轴转速n的变化作为优化因素，通过优化进刀转速、打磨转速和退刀延迟时间，以确定最佳打磨工艺因素。
17、在本专利技术的一种实施方式中，所述进刀转速为2000rpm，打磨转速为5500rpm，延迟时间为0.9s时，能够得到去除深度d误差在0.3mm以内的轨迹。
18、本专利技术还提供一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化系统，包括：
19、建模模块，用于建立螺旋桨打磨的三维仿真模型；
20、选取模块，用于在影响打磨表面质量的工艺因素中选取对同一条打磨轨迹下影响打磨量不一致的因素，作为研究因素；
21、实验模块，用于根据所述三维仿真模型和所述研究因素，通过多指标正交实验法确定影响打磨量不一致的显著因素；
22、评估模块，用于评估所述显著因素的可优化性，根据评估结果选取所述显著因素或选取所述研究因素中除所述显著因素以外的其他因素，作为优化因数，以确定最佳打磨工艺因素。
23、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
24、本专利技术所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法及系统，解决了工业机器人打磨螺旋桨表面不均匀的问题，提高了打磨质量和效果。能够实现对螺旋桨的均匀打磨，避免边缘过切的问题，并将螺旋桨的打磨精度提高至0.3mm。
25、该方法对螺旋桨表面打磨进行恒力控制并结合正交实验，有助于识别出关键影响因素，采用实验和模拟相结合的方法，能够降低生产成本，减少实验次数，并能够在现实环境中快速地验证优化效果。
26、优化方法的目标明确，针对螺旋桨表面打磨不均匀的问题进行改进，提高了表面处理的质量和效率。当发现通过常规参数难以优化时，不拘泥于固有的参数设置，而是寻求其他途径(如调整主轴转速和进给速度等)来达到优化目标。
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1.一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，所述三维仿真模型包括工业机器人及与其相连末端执行器、回转工作台以及安装在所述回转工作台上的螺旋桨，通过规划所述工业机器人的打磨轨迹，以控制所述末端执行器的轴向浮动来实现所述螺旋桨表面的恒力打磨。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，所述影响打磨表面质量的工艺因素包括零件材质和曲率、磨具材料、磨具粒度、磨具转速、打磨压力、打磨次数、进给速度。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，所述研究因素包括工业机器人的进给速度f、打磨压力p和主轴转速n。
5.根据权利要求1所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，根据所述三维仿真模型和所述研究因素，通过多指标正交实验法确定影响打磨量不一致的显著因素，包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在
7.根据权利要求5所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，所述进给速度f、所述打磨压力p均为可优化性差的因素。
8.根据权利要求7所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，选取所述研究因素中除所述显著因素以外的其他因素，作为优化因数，以确定最佳打磨工艺因素，包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化系统，所述进刀转速为2000RPM，打磨转速为5500RPM，延迟时间为0.9s时，能够得到去除深度D误差在0.3mm以内的轨迹。
10.一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，所述三维仿真模型包括工业机器人及与其相连末端执行器、回转工作台以及安装在所述回转工作台上的螺旋桨，通过规划所述工业机器人的打磨轨迹，以控制所述末端执行器的轴向浮动来实现所述螺旋桨表面的恒力打磨。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，所述影响打磨表面质量的工艺因素包括零件材质和曲率、磨具材料、磨具粒度、磨具转速、打磨压力、打磨次数、进给速度。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，所述研究因素包括工业机器人的进给速度f、打磨压力p和主轴转速n。
5.根据权利要求1所述的一种基于机器人打磨螺旋桨的均匀打磨优化方法，其特征在于，根据所述三维仿真模型和所述研究因素，通过多指标正交实验法确定影响打磨量不一致的显著因...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭芳瑜，赵敏，郑妍，陈徐兵，宋国栋，
申请(专利权)人：华中科技大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：
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