其实机器人是柔性的机构,一开始做的是搬运、抓取、喷涂、焊接,现在越来越多的机器人被用来做加工,类似于机床一样,原来做加工,它可以抓电主轴或者加打磨工具,它去做一些加工的工作,相当于机器人成了一个加工机了。那么它会涉及到力的状态,不管是做铣削还是磨削,会涉及到力的状态。下面介绍机器人可以用来铣削雕刻,作为重要的工艺去打磨。韩经理年纪非常轻,但是做了非常伟大的项目,为航母做贡献,替他感到高兴。
我说一下机器人加工,机器人比起CNC,它跟Cycle有什么特点,跟人做有什么特点。与CNC相比,机器人的位置精度差很多,机器人**精度要做到500克,0.5毫米的样子,这是它的劣势。刚性也比较差,机器人是串联机构,CNC是并联机构,刚度完全不在一个等级上,但是在编程上比较一致。但是它有一个优点,六轴有很高的柔性。CNC可以只能加工几个面,但如果用机器人加工,它可以做更多的位置移动,可以加工更多的面,柔性比较好。另外,它比CNC更便宜一点,现在很多雕刻的工作直接用机器人去做了。
如果与人相比,咱们说的是机器人代替人,机器人可以不断的重复,但是跟人相比,人有一个优势,虽然人刚性差、精度差,人有眼睛,手有感知力,这是特点。现在为什么不能叫机器人,叫机械臂,它只是一个手臂。与人相比,人是一个整体,他有眼睛、大脑、身体。机械臂只是一个可以移动的东西。不管咱们提到的力觉系统,还是视觉系统,都是让机械臂更有感觉,也就是让机器人末端更有知觉,这是它们相比的特点。
如果把机器人用于加工,它只能用于柔性加工。比如说铣削和刚性磨削,比如说砂轮磨削,它就是刚性磨削,只是用的专机,机器人,刚才说了精度和刚度不够,机器人只能干一些柔性的活,刚才说的打磨抛光去毛刺。我刚才讲到“打”,抬起来有一个轨迹,然后停下来,停下来那一瞬间有一个力。停下来之后,移动摩擦,这叫打磨。
其实我们今天的主题可以叫“打磨、打光、打毛刺”,什么意思?打磨,磨的是一个面,要去除一些材料。打光,材料去除很少了,只是改变表面的一些状态,起到光泽的改善。打毛刺,把毛刺打掉,把毛刺从机体上去除掉,这是打的过程,都可以理解为打。
在应用中,跟工件接触的是什么?是一些刀具,不管是刀具还是磨具,它都是一种非常硬的东西,反而去去除一个比较硬的材料。现在我的职位叫材料去除,不管是用刀具还是磨具,我把一个我不想要的东西从工件上去除掉,不管是打磨去除材料,还是打光,还是抛光,还是打毛刺把这个东西去除,都是材料去除。
其实我们机器人干的工作主要是柔性,*多的是柔性磨料,比如说砂带,用砂带做的百叶轮,用纤维做的无纺布,它都是柔性的砂轮,摸上去都有一定的弹性。如果你的工件和磨具、刀具接触的时候,它是有弹性的,不像铣削的刚性。只要有弹性,就有位置的变化、浮动。只要有位置浮动,我们就必须要控制它,尽量控制好,控制**。抛光轮,麻布轮,这都是比较有柔性的东西。
还有一种是旋转锉刀,其实就是刀具,非常硬,没有弹性。但我为什么把它列到带柔性,人的手是有弹性的,所以这也称为柔性的工具。只要用的柔性,不管是工具的主轴,还是磨具、刀具本身,如果你用在机器人上面作为加工机,它可能要涉及到位置的控制,除了位置的控制,*终也是为了做力的控制,所以力/位复合,刚才也有人提到力/位复合,其实是这两个因素。
刚才讲了一些位置的变化,柔性的东西就有位置变化。我分析一下力,什么是力?不管是铣削还是磨削,它们都有一个共同特点,都是圆的,不管是刀具还是砂轮,它们都是圆的,只要是圆的,一般都会连着一个主轴性带它。如果铣刀,在加工的时候,你可以让它轴向输力,就像转头一样。它也可以侧向受力,相当于帮它铣出一个面。
在打磨的时候,比如说砂轮,比如说现在有人拿工具去打毛刺,他是用砂轮圆周打的,工具在径向的数据。所谓径向,就是主轴的半径方向。端面打磨,他用圆周的端面去打磨,这就叫端面打磨。如果是端面打磨,它叫轴向受力,核心是轴向受力,但是它有一个角度。第五个图是原拍打磨,偏心的,实际上是原拍中心点和主轴中心点是不同心的,完全的工件表面进行打磨和抛光,这是受力特点。*终解释,要么是径向,要么是轴向,要么是即有径向也有轴向。
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