Page 232 - 零件加工技术与智能化发展

Part Machining Technology and Intelligent Development
零件加工技术与智能化发展

2. 打磨机器人的应用
打磨机器人应用市场如下：飞机部件（发动机叶片、涡轮等）;3C 行业（电脑、
手机等）；汽车及其配件（缸体、缸盖、支架、轮毂等）；一般工业（卫浴、五

金、工具等）。打磨机器人根据作业方式的不同主要分为工具型和工件型打磨机
器人。其中工具型打磨机器人是按照加工需要，从自带的刀库中调用打磨工具，
完成对工件各个部位的打磨工序，主要用于大型工件的打磨加工；工件型打磨机
器人是一种通过机器人抓手夹持工件并送到各种位置固定的打磨机床设备，分别

完成磨削、抛光等不同工艺的打磨加工，主要用于中小零部件的打磨加工。对于
铝合金基材，通常是用工件型打磨机器人将工件夹持在喷砂或者砂轮盘上打磨来
进行表面处理；对发动机曲轴进行打磨时，选择工具型打磨机器人，根据曲轴的

轴颈数目选择多道的金刚砂轮进行粗磨，之后选用精磨抛光砂带对其进行精磨从
而保证曲轴的几何精度；采用机器人对模具进行抛光首先是检测表面质量，将检
测得到的数据与要求的表面质量进行比较，根据比较结果进行机器人抛光轨迹规
划，然后将这些数据传递给控制器进行抛光。完成一个循环后再次测量数据进行
比较，不断执行测量—抛光—测量，直到符合质量要求。

（三）机器人清理打磨关键技术
机器人对不同的金属零件进行飞边、毛刺清理和打磨时，打磨后的性能差异
也很大。对于强度高或者硬度大的金属零件，就需要适当增加机器人打磨时的切

削力，对于脆性大、韧性低的金属材料，则需要减小零件去除量增加机器人打磨
的次数。为了提高机器人清理打磨加工质量和对不同材料类型工件的适应性，国
内外针对清理打磨机器人的关键技术主要做了以下 4 个方面的研究。
1. 工件识别
早期的机器人只能实现简单的示教再现，不具备反馈和判断的能力。通过给

工业机器人配备诸如视觉定位、听觉、触觉感知等传感器，可以提高其智能程度。
通过对打磨过程特性的研究，获取打磨工艺信息，建立相应的数据库和知识库以
便于自动规划打磨工艺和优化打磨过程，实现智能打磨。WU 等人提出了一种打

磨过程中估算材料去除量的新方法，并且引入了一种叠加方法估计在接触区域上
的压力分布以及引入本地系数来表示系统在某些位置的材料去除能力，基本可以
适应待打磨工件与复杂的几何形状；王磊等人针对机器人在形状未知的接触环境
表面上进行柔顺力控制的问题提出一种模糊预测算法，利用机械手末端与环境已

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