一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，屬于數(shù)控加工與工業(yè)機器人的技術交叉領域。
【背景技術】
[0002]數(shù)字化無模鑄造精密成形技術是在CAD模型驅動下，直接采用數(shù)字化無模鑄造精密成形機切削砂坯，經過高速的粗精加工獲得可以直接進行澆注的砂型和砂芯，進而得到鑄件的一種快速制造技術。
[0003]在砂型切削中，若采用三軸數(shù)字化無模鑄造精密成形機進行切削，受其自由度的限制，很多表面難以進行加工，因此需進行多面加工，不僅降低了加工效率，且因需多次尋找原點，難以保證成形精度；對于大型或者較復雜的鑄件，因其加工自由度有限，因此需要進行拆分成多塊進行加工，不僅在定位組裝上存在較大困難，而且精度較差，容易出現(xiàn)廢品O
[0004]在砂型切削中，若采用五軸數(shù)字化無模鑄造精密成形機進行加工，不僅需要占用較大的工作場地與較高的投資成本，而且主軸移動笨重，加工周期長，對于大型砂模，更是極大影響到加工效率。
[0005]采用多關節(jié)臂機器人進行砂型切削，可以實現(xiàn)多自由度、高效率、高精度、多點位的立體加工，解決數(shù)控成形機加工中存在的一些問題。
[0006]如果所需加工砂型的尺寸超過了多關節(jié)臂機器人的行程范圍，此時采用單個多關節(jié)臂機器人進行加工，可以采用分塊加工的方法。但分塊加工定位困難，加工周期長，精度低，尺寸偏差大，鑄造中產生的廢品率高；如果不進行分塊加工，則需要進行加工的多關節(jié)臂機器人要有較大的行程范圍，增加了多關節(jié)臂機器人設計的難度與成本。
[0007]針對以上問題，本發(fā)明提供一種采用多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，可以有效解決加工砂型尺寸超過了多關節(jié)臂機器人行程的問題，有效節(jié)約了成本，并減少了分塊數(shù)量，提高了鑄造零件的成功率，為加工大型鑄件砂型提供了新的解決方案。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明提出一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，可解決數(shù)字化無模成形中大型砂型的加工問題，包括如下步驟:
(1)對大型砂型進行分區(qū)，確定每個多關節(jié)臂機器人所需加工的砂型范圍區(qū)域；
(2)根據(jù)各自所需加工區(qū)域的形狀特點，分別選擇各多關節(jié)臂機器人對應的刀具、銑削路徑規(guī)劃和加工參數(shù)設定；
(3)根據(jù)各銑削路徑生成加工NC代碼，并轉化為各多關節(jié)臂機器人對應的驅動代碼；
(4)根據(jù)驅動代碼，控制各多關節(jié)臂機器人對相應區(qū)域的砂型進行切削加工。
[0009]進一步地，一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，對于長度和寬度超過單個多關節(jié)臂機器人行程范圍的大型砂型，采用分區(qū)域進行加工的方法。
[0010]進一步地，一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，分區(qū)時應根據(jù)每個多關節(jié)臂機器人所能加工的行程范圍，進行區(qū)域分配。
[0011]進一步地，一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，分區(qū)時應采用最小分區(qū)個數(shù)的原則，在保證行程的前提下，盡可能減小區(qū)域劃分的個數(shù)。
[0012]進一步地，一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，分區(qū)時應進行各區(qū)域劃分的優(yōu)化合理分配，避免產生區(qū)域干涉的情況。
[0013]進一步地，一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，根據(jù)各個多關節(jié)臂機器人不同的特征參數(shù)，以及各個區(qū)域不同的加工特征，可以在各個加工NC代碼中設置不同的加工參數(shù)。
[0014]進一步地，一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，在砂型的加工過程中，各區(qū)域的加工可同時進行，也可分步進行，且各加工區(qū)域之間不存在先后加工順序。若為同時進行，在編寫加工程序時，應避免各個加工區(qū)域之間的干涉。
[0015]進一步地，一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，還可同時對多個砂型進行加工，極大提高了砂型的加工效率。
[0016]進一步地，一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，用于加工砂型的多關節(jié)臂機器人的運動自由度為五，可進行多方位、立體式加工。
[0017]本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1、尚效、快速:米用多機器人聯(lián)動加工，極大提尚了大型砂型的加工效率；
2、加工范圍更大:多機器人聯(lián)動，所加工的砂型尺寸將大范圍增加；
3、精度高:不僅避免了成形機因多面加工而導致的誤差問題，同時也避免了大型砂型因分塊加工而產生的定位困難及尺寸偏差等缺陷，所得砂型精度更高；
4、多關節(jié)臂機器人重量輕、經濟性好，與成形機相比，投資成本更低。
【附圖說明】
[0018]圖1為用于砂型切削的多關節(jié)臂機器人進行砂型切削時的加工示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0020]本實施例的具體實施步驟如下:
(1)將大型砂型10置于加工對其進行分區(qū)，確定每個多關節(jié)臂機器人I所需加工的砂型范圍區(qū)域；
(2)根據(jù)各自所加工區(qū)域的形狀特點，分別選擇各多關節(jié)臂機器人I對應的刀具9銑削路徑規(guī)劃和加工參數(shù)設定；
(3)根據(jù)銑削路徑生成各多關節(jié)臂機器人I對應的加工NC代碼；
(4)將NC代碼轉化為各多關節(jié)臂機器人I對應的驅動代碼；
(5)將砂型10固定于加工平臺11上；
(6)根據(jù)驅動代碼，控制各個多關節(jié)臂機器人對砂型10的相應區(qū)域進行切削加工。
[0021]本實施例中的多關節(jié)臂機器人1，包括上臂2、前臂3、肩關節(jié)部4、肘關節(jié)部5、手關節(jié)部6、支撐構件7、電主軸8。其中，上臂2與支撐構件7通過肩關節(jié)部4連接，前臂3與上臂2通過肘關節(jié)部5連接，電主軸8與前臂3通過手關節(jié)部6連接。驅動源產生驅動力，驅動上臂2和前臂3繞關節(jié)部3、4、5旋轉，使得上臂2和前臂3進行期望的動作。而且，電主軸8通過手關節(jié)部6與前臂3相連，可以進行五個自由度的移動，進行多方位、立體式的加工。
[0022]雖然本發(fā)明所揭露的實施方式如上，但所述的內容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術領域內的技術人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護范圍，仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。
【主權項】
1.一種多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: a、對大型砂型進行分區(qū)，確定每個多關節(jié)臂機器人所需加工的砂型范圍區(qū)域； b、根據(jù)各自所需加工區(qū)域的形狀特點，分別選擇各多關節(jié)臂機器人對應的刀具、銑削路徑規(guī)劃和加工參數(shù)設定； c、根據(jù)各銑削路徑生成加工NC代碼，并轉化為各多關節(jié)臂機器人對應的驅動代碼； d、根據(jù)驅動代碼，控制各多關節(jié)臂機器人對相應區(qū)域的砂型進行切削加工。2.根據(jù)權利要求1所述的多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，其特征在于，對于長度和寬度超過單個多關節(jié)臂機器人行程范圍的大型砂型，采用分區(qū)域進行加工的方法。3.根據(jù)權利要求1所述的多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，其特征在于，分區(qū)時應根據(jù)每個多關節(jié)臂機器人所能加工的行程范圍，進行區(qū)域分配。4.根據(jù)權利要求1所述的多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，其特征在于，分區(qū)時應采用最小分區(qū)個數(shù)的原則，在保證行程的前提下，盡可能減小區(qū)域劃分的個數(shù)。5.根據(jù)權利要求1所述的多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，其特征在于，分區(qū)時應進行各區(qū)域劃分的優(yōu)化合理分配，避免產生區(qū)域干涉的情況。6.根據(jù)權利要求1所述的多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，其特征在于，根據(jù)各個多關節(jié)臂機器人的不同的特征參數(shù)，可以在各個加工NC代碼中設置不同的加工參數(shù)。7.根據(jù)權利要求1所述的多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，其特征在于，在砂型的加工過程中，各區(qū)域的加工可同時進行，也可分步進行，且各加工區(qū)域之間不存在先后加工順序；若為同時進行，在編寫加工程序時，應避免各加工區(qū)域之間的干涉。8.根據(jù)權利要求1所述的多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，其特征在于，還可同時對多個砂型進行加工。9.根據(jù)權利要求1所述的多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法，其特征在于，用于加工砂型的多關節(jié)臂機器人的運動自由度為五，可進行多方位、立體式加工。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種采用多機器人聯(lián)動進行砂型加工的方法。該方法的基本加工步驟為：根據(jù)大型砂型的區(qū)域特征，對砂型進行分區(qū)，并驅動不同的多關節(jié)臂機器人對各個分區(qū)進行加工，得到最終所需的砂型產品。該方法加工效率高，生產周期短，不僅避免了成形機因多面加工而導致的誤差問題，同時也避免了大型砂型因分塊加工而產生的定位困難及尺寸偏差等缺陷，加工精度更高，特別適合于大型砂塊的加工。
【IPC分類】B22C9/02
【公開號】CN104889321
【申請?zhí)枴緾N201510279626
【發(fā)明人】單忠德, 孫福臻, 劉豐, 曲文峰, 王化喬
【申請人】機械科學研究總院先進制造技術研究中心
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月28日