1目錄 2 21.2選題背景及意義 4 4 2.1布局方案 62.2建模方案 7 7 3.1機器人部分 3.2機械部分 93.3電氣部分 14打磨拋光工藝 4.1準備工作 4.2拋光三環節 4.3拋光步驟 5.1程序控制流程圖 5.2工作站邏輯 156.1新建系統 6.2編程準備 6.3仿真具體設計步驟 19 19摘要：本設計是為了研究如何利用自動化打磨拋光技術來完善汽車表面處理工藝工序的傳統技術弊端，從而提高產品生產質量與效率，同時為企業節省大量人工成本。本課題需要運用到工業機器人應用技術、打磨拋光技術等自動化生產技術。由于一些硬件條件的限制，在具體設計中我運用了robotstudio編程軟件完成仿真動畫來盡可能的模擬實際加工效果，以及使用solidworks軟件來進行工件、夾具的三維模型創建。通過本次設計研究，我了解到一些高端技術在我國制造業中的應用還有著不小的空白，導致中國制造長期背負著產業鏈下游的龐大人工成本以及制造壓力，但往往賺取的2關鍵詞：打磨拋光工業機器人打磨拋光技術是一種表面改良的工藝技術，至今仍應用非常廣泛。但他并不是一種近現代的產物，它是在人類會使用工具之后，在此情境之中為了更好的發揮出工具的特性，便對其形狀、尺寸、表面等進行磨削的一種改良行為，“磨刀不費砍柴功”、“臨陣磨槍，不亮也光”這些耳熟能詳的諺語其實就是對打磨技術的一種生動的描述(高雅隨著現代制造業發展，打磨技術也歷經變革。目前主流的打磨工序大多是對工件的表面進行加工，由此衍生出了鏡面加工、拋光、去毛刺等細化的工藝流程，因此“打磨技術的難度與要求也在逐步攀升，但是，不管是哪種工藝流程，基本都處于傳統的人機協作”的模式，一道工序，必定是需要精密的加工機器以及熟練的工人相互配合才能完成。這種人工成本較高、生產效率較低的現狀，放在自動化生產已經隨處可見的今天，確有些格格不入。究其原因，主要有兩點(賈晴麗，林瑞雪，2023):(1)現有自動化控制系統局限性。如今自動化控制系統的執行模塊大多為機器人手臂，在這特定狀態時它的優點是完成簡易、重復的工作時的效率極高，機器人手臂剛度較大，與產品接觸時沒有任何緩沖，極容易造成損壞工具及產品等情況的發生。(2)打磨技術本身的工藝要求高，它不像搬運、碼垛、沖壓等環節，大多只需要在一個平面或垂直面進行線性運動，以此情況為依據很多時候打磨的加工對象可能是斜面、球面或是不規則的形狀，同時在加工過程中還需要不停的調整加工位置，這也給自動化打磨技術的發展帶來了不小的難總體來說，以工業機器人為主體來打造一套自動化打磨控制系統是可行的，也是未來打磨技術發展的方向，但受制于上述的一些難點以及其他未知的局限性，現有的控制系統還不能完全滿足生產需要(李昊宇，王佳怡，2021)。本設計就是為了解決自動化打磨控制系統的部分難題，針對柔性控制方向進行一些探索，在這條件下再結合如今比較成熟的工業機器人應用技術，最終希望能達到補齊一些現有技術短板的設計目的。31.2選題背景及意義在日常洗車和使用中造成的劃痕，通常只需要去除1-2μm(當今汽車的漆面厚度通常在80-130μm)即可達到較為滿意的效果，可以從此看出而部分較深劃痕無法至完美或是過度損失油漆厚度的情況下，可以通過輕微拋光淡化的方式來曲線救國(陳欣怡，張文凱，2020)。全來車漆打磨后，人工或電腦調出相應的漆，并且可根據1.3市場調研產權，產品質量過硬的企業并不多，由現有成果我們自然可以推出1.4自動打磨拋光機器人打磨機器人主要有工具型打磨機器人和工件型打磨機器4合這些方法，我們得以更深刻地洞察所研究現象的本質及其家咨詢來檢驗樣本選擇對結論穩定性的影響，以全面考慮可能影響研究結果的各項因基于上述技術特征的柔性打磨控制系統，通過設置力反饋模塊實時反饋打磨進給進給量的實時調整，從而提高打磨頭對工件的表面復雜形狀及產品快速換線的適應性，1.6設計步驟(1)查閱相關資料，確定設計方向與設計方案，為本設計做好前期準備工作。5(2)軟件選擇，以此情況為依據確定設計所需使用的仿真軟件以及建模軟件。(3)硬件選型，根據汽車的參數來選擇合適的機器人型號、導軌型號以及加工工具等，盡量做到數據準確、邏輯貫通。(4)系統調試，通過仿真軟件來驗證加工過程的可行性，最終實現整個自動化打磨拋光工作站的功能。利用仿真軟件對車身各個部位可達性以及機器人姿態做仿真驗證，可以從此看出通過仿真可以初步確立白車車身和機器人的相對位置等。在這條件下仿真軟件在機器人打磨拋光上的廣泛使用大大提高了程序精度，同時降低了人機時間和工程準備時間(高昊6打磨拋光工藝童童否結束2.1布局方案的4800_3str輸送帶拼接在一起進行產品傳送(陳雪萱，鄭晨曦，2020)。72.2建模方案(1)使用solidworks軟件創建鋼架、工具以及各部件的3D模型。(2)將創建好的工具與產品部件導入到機器人系統里面，通過這些可以看出進行(3)將工具安裝至機器人法蘭盤末端，并創建框架與工具坐標系。(1)利用PlaneSensor、Source、LinearMover、Queue等Smart組件創建動態輸送鏈組件。(2)利用LinearMover、Detacher、Attacher、LogicGate等Smart組件創建動態打磨拋光工具組件。(3)添加各類不同的Smart組件來完成編程的設計。(4)創建路徑和目標點，并插入運動指令與邏輯指令。(5)同步RAPID程序，進行仿真設定，完成仿真(張悅涵，劉逸，2023)。83.1機器人部分IRB4600在多個方面都擁有其他型號機器人不能比擬的高度對照一致與分析，,這以確保進一步所得提升了結果的本研究穩固結論性和的可可9李宇翔，2020)。上下料，物料搬運，弧焊，切割、點膠、裝配、貨盤堆垛，包裝，測德教多6+3(配備MutiMove功能最多可達36軸)重發定位精度(RP):0.05-0.06mm藝流程設計了相對應的打磨拋光工具，同時圖3-2打磨拋光工具3.2機械部分SolidWorks2018主要是設計過程中的錯誤及提高產品質維CAD系統，在這一形勢下思考軟件功能強大，組件繁多。Soli圖3-3SolidWorks建模界面長約3.3m,寬約1.3m,高約1.5m。在此情勢之中在設計中我使用了solidworks三維軟在此情境之中汽車需要打磨拋光時候的表面通常會有一些瑕疵，導致車體不夠光滑平圖4-1-1汽車車身模型側視圖本次設計采用的傳送帶用于拋光機器人的往返傳送，在3.3電氣部分在該設計中，在這特定狀態時主要用到了視覺傳感器以及位置證環節也為后續研究指明了方向，即在已驗證的理論模型基礎上，可以進一步挖掘未被透徹了解的因素，或把模型拓展到更多情境中進行測試和優化。同時，拋光設計到溫度問題，一旦整個車間溫度上升到很高，以此情況為依據有可能發生危險，所以添加了溫度傳感器，當監控到溫度達到極限，則發送給系統信號，防止出現危險(李文瑤，王浩宇，2021)。在仿真中，各工作站信號配置如下表。4打磨拋光工藝4.1準備工作工具：拋光機器人、羊毛盤、海綿盤、超細纖維布、遮蔽膜、遮蔽膠帶。材料：砂紙、拋光粗蠟，鏡面蠟。拋光作用：去除油漆表面氧化層、淺層的劃痕、氧化造成的漆面失光等影響漆面外觀的問題。拋光用力原則：初始拋光時使用中等偏上壓力，可以從此看出使蠟有較好的切削力；拋光完畢后及時擦除殘余蠟斑。4.2拋光三環節4.2.1研磨過表面預處理清除漆面上的污物，消除嚴重氧化、細微劃痕及表面缺陷，工藝大多采用水砂紙去除表面瑕疵。4.2.2拋光拋光是研磨后進一步平整漆面。除去研磨殘余條紋，拋光劑使漆面光澤度自然呈現。4.2.3還原找回車漆的本來面目，恢復新車般的狀態。4.3拋光步驟汽車表面經噴涂之后，可能會出現粗粒、砂紙痕、流痕、反白、橘皮等漆膜表面的細小缺陷，為了彌補這些缺陷，通過這些可以看出通常在噴涂后進行研磨汽車拋光處理，以提高漆膜的鏡面效果，達到光亮、平滑、艷麗的要求。研磨拋光的步驟如下：1、清洗整車。用去污力強的漆面清洗劑清洗整車，依托前期成果可以推導出采用清洗劑時，應避免顆粒灰塵在研磨中造成新劃痕(孫澤彬，趙雅涵，2、水砂紙打磨。對于涂面有粗粒、細微砂紙痕、流痕等缺陷，在拋光前先用600#~1000#水砂紙沾水包于小橡膠襯塊內，對其輕輕打磨至平整(注意不能磨穿漆層)。3、粗、細研磨。采用拋光機器人加上粗研磨膏，由現有成果我們自然可以推出對水砂紙的痕跡進行粗磨；再加研磨膏拋光進行拋光細研磨。4、拋光。采機器人械拋光，加上鏡面處理劑拋去粗研磨膏留下的旋印，達到漆膜鏡面拋光的效果。5、機器人上光。研磨拋光結束后，擦凈研磨拋光膏，立即把拋光機器人的法蘭連接換成棉紗沾上光油蠟，把拋光部位全部擦一遍，在這形勢的影響下再用干棉紗擦凈多余5程序設計使用ABB工業機器人并對其進行編程，在這一形勢下思考需要使用RAPID編程語言，以及ABB機器人專用的編程環境(趙怡彤，黃宇濤，2022)。RAPID作為一種高級編程語言，具有許多機器人控制指令：改變舵機的空間位置、手動線性、手動關節、查看機器人目標、示教目標點等，在此情勢之中可以完成運動路徑規劃、空間建模、仿真設5.1程序控制流程圖程序控制流程圖，如圖5-1所示。NY工作站邏輯如圖5-2所示。開門動作z1(0)cd5.3部分RAPID程序編譯MoveLTarget_60_3,v300,z0,tool0\WObj:=wobj0;(機器人以線性運動的方式移動至Targe_70_2_2目標點，速度為600,轉彎半徑為150,工具坐標為tool0,工件坐標為WaitTime1;(等待1秒鐘)Resetdo_3(孫澤彬，趙雅涵，2023)q;(復位一次輸出信號)MoveLTarget_7023,v600,z150,tool0\WObj:=wobj0;(機器人以線性運動的方式移動至Targe_70_2_3目標點，速度為600,轉彎半徑為150,工具坐標為tool0,工件坐標為wobj0)ResetDO4_MDJS;(復位一次WaitDIDI4_CSD2DW,1;(等待一次輸入信號)WaitTime1;(等待1秒鐘)6仿真設計6.1新建系統人工作站完全一樣的功能，可以對機器人進行操控、這特定狀態時占用一部分內存與存儲，來模擬出一個虛擬樣的特性，依托這個虛擬控制器可以完成一系列現實中復雜的操作(何佳琪，張晨怡，2022)。鑒于理論構想與實際執行間的差距，本文進行了詳盡的分析與適應性調整。為了促使理論架構更緊密地貼合實際操作環境這些實踐數據助力我們識別并闡釋理論模型在真實應用場景中可能遭遇的困難與偏廣泛適用性。通過這些綜合考量，本文不僅加深了對研究主題的系統名字和位置D:\robotstudio(RobotPare\RobotWare_6...D:robotstudoRobotrarelRobotrare6...幫助取消(C×6.2編程準備進行正式的編程前需要做好一些準備工作，例如構建必要的開發環境，也就是要安裝RobotStudio編程軟件，以此情況為依據并創建相應的機器人編程工作站(鄭浩然，王欣怡，2021)。編程軟件的離線編程功能可以建立虛擬工作站后設計編輯機器人運動程序，還可以用于分析節拍時間并生成機器人程序。同時可以將編輯好的應用程序，在這條件下真正導入到機器人工作站真機，后續僅需要將工作站的部分示教點位進行優化更改完全能夠實現離線編程，可以從此看出大大縮減的工程項目的工作周期，此外還可以用來實時連接虛擬的機器人控制系統；其在線編程功能還可以通過pc機及相應的通訊協議來調節機器人的控制設備，通過這些可以看出通過軟件操作來取得機器人控制器的控制權限，就可以在軟件界面對機器人的程序進行編寫、修改等一系列操作，以此實現在線6.3仿真具體設計步驟工業機器人的工具又叫末端執行器、機器人工具、手臂末端工具，指的是連接在機器人最末端關節上且具備特定功能的工具。依托前期成果可以推導出例如本設計研究的汽車打磨拋光工具，除此之外末端執行器指也可以是機器人外圍設備的附件。工具信息(Step1of2)下一個>X6.3.2外圍設備布局工業機器人不是單單匹配好工具，并將工業機器人安裝到位就可以使用的，通常需要工業機器人與周邊自動化配合成為一套完整的工作站系統，由現有成果我們自然可以推出以此來解決工業現場的實際生產問題(李浩軒，鄭雪婷，2021)。例如打磨拋光的對象汽車、傳送帶、導軌、安全護欄等。在進行機器人軌跡編程時，需要搭建周邊設備或者編輯自動化設備來形成工作站或者一條生產線來現實生產，以進行離線編程等。6.3.3Smart組件設置由于部分是真實的動作無法模擬，在這形勢的影響下所以主要是用Smart組件模擬的，在Smart組件中主要用到了面傳感器與線傳感器以及部分開關的動作組件，首先工具里面含有傳感器，當檢測到車身時，會反饋給系統一個信號，此時機器人做出相應動作，當拋光完成后，系統會相應的給傳感器一個信號，在這一形勢下思考此時會關閉傳感器，不再檢測，而其它傳感器也是通過相應的信號控制的(王晨曦，孫欣怡，2020)。6.4.4新建機器人控制器在完成了布局以后，要為機器人加載系統，建立虛擬的控制器，,若不建立虛擬控制器，就相當于在實際中只有機器人本體，沒有機器人系統控制柜，完全無法使用，軟件中的虛擬控制器可以讓工業機器人具有受電氣控制的特性，在此情勢之中來完成相關的工具數據等),在此情境之中編譯碼垛作業時所需要的不同姿態，主要是夾具的開合動組件合并成部件。設置完機械抓手張開和閉合兩種姿態后再設定“轉換時間”,以此情創建機械裝置創建機械裝置機械裝置模型名稱校準依賴性試的過程中只需要修改坐標系，在這條件下而無需逐個修是至關重要的。在RobotStudio軟件中，可以通過記錄點的數據，從而系統自動計算并在本次設計中，我獨立的完成了工件的設計、三維模型的創建以及虛擬仿真工作站的搭建，設計過程中也碰到了一些當時難以解決的問題，比如solidworks、robotstudio軟件的使用，坐標系的創建、Smart組件的連結、控制器I/O信號的通信等等，但風雨過后總是彩虹，我也因此學會和掌握了許多實用的技術，通過這些可以看出通過畢業設計論文的撰寫，我也提高了我的文字編輯、處理能力，這些種種都讓我受益匪淺。這次畢業設計是一次很愉快、很難忘的經歷，希望今后的我能向這一次一樣，對待難題不退縮，對待工作很認真，一直堅定不移的走下去。參考文獻：工程技術，2024,53(11):89-91+170.[2]高雅靜，丁志成.工業機器人恒力拋光裝置設計及控制算法研究[J].礦山機械，2022,52(04):59-64.[3]賈晴麗，林瑞雪.RPR-RP+3-RPS精密混聯拋光機器人的設計與特性研究[D].蘭州理[4]蔣文俊，陳昕薇.工業機器人柔性拋光執行器的設計研究[J].中國高新40-41+47.[5]李昊宇，王佳怡.大型工程機械駕駛室機器人自適應打磨拋光系統的設計[J].機床與[6]陳欣怡，張文凱.方形滅菌器自動打磨拋光機器人控制系統設計[J].機床與液壓，2022,50(10):138-141.[7]孫浩宇，劉婷婷.面向模具拋光的機器人系統設計與研究[D].西南交通大學，2022.[8]趙雅婷，高文澤.基于機器視覺的ABB機器人復雜曲面拋光系統的設計與仿真[D].上海工程技術大學，2022.[9]劉嘉欣，何宇軒.三自由度并聯拋光機器人末端執行器的設計與開發[A]機電創新與產教融合新思考[C].湖北省機電工程學