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【6h】

基于CAD/CAM的工业机器人切削加工离线编程技术研究

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摘要

现场化、柔性化的加工方式已经逐渐成为机械加工的一个重要发展方向，工业机器人应用于切削加工领域具有成本低、自动化程度高、柔性好、安装空间小等优点，能方便地在限定的空间里实现切削加工运动。工业机器人传统的示教编程方式暴露出编程周期长、示教精度低等缺点，而离线编程技术在编程周期、轨迹精度和加工柔性方面具有明显的优势。本文针对机器人切削加工系统的离线编程技术，研究了从CAD/CAM系统输出的NC加工程序(G代码)到控制机器人实现切削动作的控制指令(JOB文件)之间的转换方式，并通过MATLAB和ADAMS的联合仿真进行了加工预测和优化。主要研究内容如下：
　　 (1)介绍了机器人运动学的基础理论，以PUMA560型工业机器人为例，利用齐次变换理论建立了机器人的运动学模型，建立了PUMA560的运动学方程，为离线编程技术的研究奠定了基础。
　　 (2)针对工业机器人切削加工离线编程技术，研究了离线编程的开发平台，分析了离线编程的关键技术及其可行性。
　　 (3)探讨了工业机器人切削加工离线编程系统的CAD/CAM基础。通过UG从通用CAD模型和由逆向工程的点云实体化模型中获取加工对象，采用针对机器人数控加工的工艺设置，进行任务规划，生成NC加工程序。
　　 (4)研究了从NC加工程序到工业机器人控制指令之间的转换过程。根据NC加工程序与工业机器人控制指令之间的信息对应关系及工业机器人控制指令格式，利用VisualC++开发了转换程序。
　　 (5)研究了工业机器人切削加工离线编程的加工仿真。在MATLAB软件中通过切削加工轨迹信息获取机器人任务要求，进行机器人轨迹规划，生成样条函数，驱动ADAMS中虚拟机器人模型运动，然后在后处理模块中通过分析仿真结果来修正加工工艺参数设置，以优化机器人控制指令。

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