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剛性磨具磨拋過(guò)程有限元建模及磨損過(guò)程分析
部件主要部分路徑規(guī)劃及所提出優(yōu)化方法在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試集上的性能對(duì)比效果
對(duì)于核主泵、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴等大型工件，由于部件形狀復(fù)雜且尺寸較大，在鑄造及機(jī)加工后，需要進(jìn)行精密磨拋加工以保證尺寸精度和制造性能。具有高靈活性、可提供更大磨拋壓應(yīng)力的重載機(jī)器人，是精密磨拋加工該類工件的較優(yōu)選擇。
近日，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所工藝裝備與智能機(jī)器人研究室科研團(tuán)隊(duì)建立了大尺寸復(fù)雜曲面工件機(jī)器人精密磨拋系統(tǒng)，可用于上述類型工件的機(jī)器人自動(dòng)化制造及檢測(cè)。
科研團(tuán)隊(duì)建立了大型鑄件在磨拋過(guò)程中的剛性加工磨盤損耗物理模型，用于預(yù)測(cè)磨拋過(guò)程中磨盤的磨損情況；通過(guò)生成一系列具有最短路徑長(zhǎng)度特征的測(cè)地線偏移路徑，并將其轉(zhuǎn)換為參數(shù)插值路徑，進(jìn)一步在關(guān)節(jié)空間實(shí)現(xiàn)光順性優(yōu)化。科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)將多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)和運(yùn)動(dòng)學(xué)約束代入改進(jìn)的優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)磨拋時(shí)間、關(guān)節(jié)沖擊和磨盤磨損的折衷最小化。
仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了科研團(tuán)隊(duì)所提出的路徑規(guī)劃方法在大尺寸鑄件加工精度、穩(wěn)定性和效率方面的優(yōu)越性，為高效利用剛性磨具、減少更換及預(yù)測(cè)磨具磨損情況提供了新的思路與解決方案，助力大尺寸高精度復(fù)雜曲面工件的高效高精自動(dòng)化磨拋加工。
該研究成果以Robotic disc grinding path planning method based on multi-objective optimization for nuclear reactor coolant pump casing為題發(fā)表于Journal of Manufacturing Systems。沈陽(yáng)自動(dòng)化所周波副研究員為第一作者及通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金及遼寧省自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。（工藝裝備與智能機(jī)器人研究室）
DOI：https://doi.org/10.1016/j.jmsy.2024.10.021
論文地址：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278612524002474
來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
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