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智能柔性抛光机器人

智能柔性抛光机器人是基于人工智能、大数据、机器人控制和精密制造工艺技术开发出的高端装备(见图1),主要适用于模具、航空航天和汽车等高附加值产品的精密抛光。

客户收益:
1、抛光效率的提高和抛光质量的标准化,实现产品质量的提升和交付周期的缩短,提升客户满意度;
2、抛光材料的节约减轻产品单位成本压力,自动化批量化提高人员的生产效率,整体上降低企业成本;
3、生产工艺流程的优化和自动化也改善了工作环境,提高员工满意度,以人为本,保持企业运转的稳定性。
 
图1 智能柔性抛光机器人

功能及系统:
       智能柔性抛光机器人具有自动定标、在线检测、模型重构、加工区域和特征的智能识别和提取、机器人抛光工艺路径的自动规划和工艺参数优化等功能,主要组成系统如下:
 
1、加工对象的数字化模型智能识别和重构系统
        采用人工智能机器学习算法对零件表面面片进行几何信息分析及加工区域的自动识别和特征提取:建立零件面片的底层几何数据模型,分析并得到各面片之间的拓扑关系,提取关键几何特征,可以自动识别出模具的不同加工区域,并得到各区域的加工元素,如图2所示。
 

图2  加工区域智能识别和加工特征自动提取

2、机器人运动轨迹智能规划系统
       利用自主研发的专门面向光特殊工具的运动轨迹算法,基于大量工艺实验,建立大数据模型,为零件不同区域提供所需抛光工艺数据和策略类型,综合加工效率、表面完整性和干涉性等特征约束,精确控制刀切点、刀路轨迹和刀轴矢量,规划模具打光路径,自动生成无碰撞的高精度机器人运行轨迹,如图3所示。
 

图3  针对模具3D加工几何特征的基于机器学习的智能路径规划

3、基于精准柔性力控装置的自适应抛光控制系统
       建立了基于工业机器人的智能抛光设备,其组成包括柔性自适应抛光机以及工业机器人和自动化控制系统等设备,集成设备控制系统,实现设备工艺的一体化,显著提高加工效率和抛光精度,如图4所示。
 

图4   基于精准柔性力控装置的自适应
抛光

4、基于大数据的自适应动态抛光优化系统
       系统动态采集柔性力控装置反馈的工件和工具接触力信号、电机电流信号等实时数据,利用闭环控制算法,结合大量工艺实验所建立的大数据模型,自适应地产生机器人抛光过程的动态控制,如图5所示。


图5  基于大数据的自适应动态
抛光优化
 

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