通过分析铸件毛坯现有打磨技术的劣势,提出自动扫描三维重构铸件模型,获取工件3D点云数据,然后根据打磨工艺自动规划路径并进行离线编程,获得机器人运动程序,最后按照工艺路径自动完成铸件打磨的工艺方案。在综合考虑成本、功能、力学及干涉等各方面因素的基础上,确定打磨装备的整体布局形式,并对专用恒力打磨机构、视觉系统等关键部件作了详细设计与阐述。利用现有的机械设备、工业相机及线激光组成的视觉系统对实验工件进行三维模型重构,结果显示:模型尺寸精度在±0.1 mm以内,扫描速度为1 000 mm/min。打磨实验显示:打磨后工件表面粗糙度值小于Ra6.3μm,整个打磨表面平整度也满足检测需要,单台设备打磨效率达到人工的10倍左右。

针对薄壁件的自动打磨问题,提出了一种简单有效的恒力打磨加工方法。从硬件组成、软件控制、关键技术研究3个方面出发,系统地介绍了薄壁件打磨加工系统：通过在KUKA工业机器人末端的气动柔顺力控制功能使得打磨工具始终压紧被加工表面,且压力大小保持恒定,根据规划路径调整机器人的末端位姿,同时以真空抽气机抽取打磨过程生成的杂质到清洁罐,进一步保证打磨的质量。最后,对实验样件进行打磨并采用ZYGO表面轮廓仪分析,证明了该方法的有效性。