尖锐声脉冲的主要原因是过度打磨。在手工打磨中,突然出现的尖锐声脉冲刺激工人的耳朵,会损伤听力,造成听力下降,甚至造成耳膜穿孔、,导致工作质量下降。在机械打磨过程中,声音可能会超过设备的警报,这可能会在设备运行过程中对工人的健康和设备造成损害。对于智能系统,由于铸造变形结构的不确定性,预测可能不准确,并且容易产生突然尖锐的声音脉冲。这可能导致设备和工件损坏,并可能导致严重事故。
铸造后处理过程中环境噪声大,迫切需要工业机器人实现无人化铸造后处理。有必要研究和分析该技术,以克服打磨过程中高密度粉尘、大振动、高温碎屑飞溅和尖锐声脉冲的挑战。除了打磨过程中的挑战之外,铸件实体设计中的非结构特征和铸造过程中整体倾斜形状的时间变化对铸件的后处理有严重影响。
磨床在刚性和成本方面性能良好,但灵活性差,工作空间小,不适应智能制造的多样化需求。数控磨床在刚度和精度方面表现优异;然而,对于大型复杂曲面零件的加工,高精度数控磨床的成本太高,因此不适合中小型企业采购。除了其低刚度之外,机器人打磨系统在灵活性、工作空间、多功能性和成本方面具有突出的性能。集成机器人打磨系统的铸件后处理打磨工艺具有很大的发展潜力;而打磨机器人采用的主体结构设计方法不仅设计周期长,而且打磨稳定性和刚度差,不适合产品推广。因此,将柔顺控制理论与工业机器人打磨模式相结合的末端执行器得到了研究者的广泛研究。
涡轮叶片、风力叶片、新能源客车车体、高铁车体等复杂零部件广泛应用于航空航天、能源、汽车、轨道交通等行业,其制造水平代表着一个国家制造业的竞争力。一般来说,复杂构件可以分为复杂曲面和复杂结构。前者的特点是自由曲面、薄壁表面和难加工材料,并要求高尺寸精度和表面质量。后者具有尺寸大、材料去除率高、多品种小批量生产的特点。在锻造、铸造、模制或机械加工之后,这些部件通常需要进行打磨或精加工,以进一步提高轮廓精度和表面光洁度。因此,掌握这种复杂零件的高精度打磨技术是制造业面临的严峻挑战。