铸件通常具有三维表面结构,并且存在大量的非结构凹面和非参数凸面。凹面不容易用手从内部抛光。由于大量的凹面,在机械打磨过程中,很难找到基准面或固定可夹紧的结合面。此外,在加工中没有基准,很难保证精度。此外,当采用智能打磨方法时,对于具有大曲率的凹面的数据收集很容易被阻塞,导致数据收集不完整。
圆形表面的简单特征不明显,存在大量非结构性表面.除了铸造外凸的外表面,还有大量的内凹表面,这是难的结构凹表面。这些表面降低了测量精度和打磨精度.现有的方法采用人工测量和抛光,机械和智能相结合的方法进行加工仍处于实验阶段。
麻省理工学院成功研制出世界上台计算机数控(CNC)铣床.数控铣床的出现带来了新的机械打磨设备和铸件后加工打磨的新工艺。用数控铣床进行铸造后处理时,将待抛光的工件固定在铣床工作空间的标准化夹紧装置上,由数控程序控制磨具进行打磨加工.虽然数控铣床可以用于铸件的后加工打磨,但其工作空间小,机床灵活性差。作为机床的替代品,工业机器人越来越多地应用于打磨领域。1986年,麻省理工学院的Tate,A. R .利用机器人实现了焊缝的自动打磨,将向力控制在40 N,参考力的大频率控制在2.3 Hz.后来,另一位研究人员彭J等人,设计了被动打磨装置,研究了打磨过程的特点以及偏转角在被动打磨过程中的影响。为了满足打磨复杂零件的要求,哈尔滨工业大学郭等设计并研制了一种工作空间灵活、姿态调整灵活的复合五自由度工作机器人
基于现代控制理论的抛光模式
在打磨过程中,控制力和位移是提高打磨性能的关键。很难控制末端执行器和工件之间的接触力。研究人员磨机器人人力控制进行了大量的研究,发现打磨过程中末端执行器与工件之间存在较大的相互作用力,并且该作用力的控制精度将直接影响加工精度和机器人的位置控制。因此,位置和力的同时控制对于打磨操作来说是一个挑战.抛光机器人领域的研究人员采用主动柔顺控制、被动柔顺控制以及主动和被动柔顺控制。主动柔顺控制的常用方法是功率位置混合控制和阻抗控制