【摘 要】
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大型复杂构件是风洞、船舶、高铁、风电叶片等结构体的重要组成部件,具有尺寸大、难以移动、待加工型面可达性差、加工要求高等特点。现阶段由于缺少适宜的超大型精密加工机床对其表面进行加工处理,主要采用人工加工方式,此种作业方法具有劳动强度大、效率低、加工质量参差不齐等不足。因此,使用灵活度高的机器人代替人工加工成为目前研究的热点。本文通过分析某大型复杂构件的表面加工需求,研制一套具有铣削和磨削功能的机器人
【基金项目】
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国家重点研发计划（变革性）项目“大型复杂构件多机器人装备智能协同加工理论与方法”（项目号:2019YFA0706700）； 横向项目“超大尺寸现场智能加工关键技术研究”,合作单位:无锡中车时代智能装备有限公司；
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大型复杂构件是风洞、船舶、高铁、风电叶片等结构体的重要组成部件,具有尺寸大、难以移动、待加工型面可达性差、加工要求高等特点。现阶段由于缺少适宜的超大型精密加工机床对其表面进行加工处理,主要采用人工加工方式,此种作业方法具有劳动强度大、效率低、加工质量参差不齐等不足。因此,使用灵活度高的机器人代替人工加工成为目前研究的热点。本文通过分析某大型复杂构件的表面加工需求,研制一套具有铣削和磨削功能的机器人加工控制系统。本文提出了上位机、机器人、PLC三级串联的网络通讯结构,以西门子S7-1200故障安全型PLC作为主控制器,与底层执行设备之间建立现场总线控制网络,上位机通过机器人与PLC建立通讯连接从而实现对底层硬件控制。机器人铣磨加工控制系统的硬件设计主要包括PLC控制单元、导轨电机伺服驱动器、电主轴驱动器、AOK变频器等硬件的控制电路设计及其通讯网络设计等内容。根据控制系统的硬件设计和控制要求完成软件设计,采用TIA portal软件对PLC等硬件设备进行组态和配置,使用模块化的编程思想完成PLC的主程序设计和各执行硬件控制子程序设计,并对控制系统的安全程序进行设计,确保机器人铣磨加工系统在加工作业过程中的安全性。最后对机器人铣磨加工控制系统进行调试,验证了控制系统的可行性和稳定性,并对试验件进行加工实验,通过对加工实验结果的测量与分析,证明了机器人铣磨加工系统的加工性能满足预期要求。
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