【摘 要】
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铝锭在浇铸时铝液表面会产生浮渣,不及时清除则会影响产出铝锭的品质。应用工业机器人捞渣后铝渣会黏附于渣铲表面,若不及时将黏附于渣铲表面的铝渣刮去,渣铲在后续捞渣过程中会影响铝锭的表面质量。因此,如何使工业机器人快速、平稳地清除黏附在渣铲上的铝渣是实现自动化清渣作业的研究内容。针对渣铲与铝渣之间存在较强黏附力的问题,通过研究无机磷酸盐类涂层材料,并经过实验验证附着固体防黏涂层可显著降低黏附表面的结合强
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铝锭在浇铸时铝液表面会产生浮渣,不及时清除则会影响产出铝锭的品质。应用工业机器人捞渣后铝渣会黏附于渣铲表面,若不及时将黏附于渣铲表面的铝渣刮去,渣铲在后续捞渣过程中会影响铝锭的表面质量。因此,如何使工业机器人快速、平稳地清除黏附在渣铲上的铝渣是实现自动化清渣作业的研究内容。针对渣铲与铝渣之间存在较强黏附力的问题,通过研究无机磷酸盐类涂层材料,并经过实验验证附着固体防黏涂层可显著降低黏附表面的结合强度。在渣铲表面添加固体防黏涂层后,将渣铲表面铝渣清除工艺视为切削过程,依据铝渣自身力学性质,计算清渣过程中机器人所需提供的驱动力,并与IRB 4600机器人末端最大负载进行匹配计算。为了进一步降低清渣行程的时间周期,应用插值多项式为机器人规划合理的清渣运动轨迹。应用机器人运动学与动力学原理,通过仿真计算分析规划的清渣轨迹可满足机器人运行过程中的平顺性要求,且机器人关节转矩的最大值符合限制条件,对清渣运动轨迹规划的合理性进行验证。本文为自动化清渣作业技术提出两方面创新内容:应用固体防黏涂层将钢铝结合面的结合强度由原本的7.25MPa大幅降低至1.13MPa,提升机器人对表面铝渣的去除率;根据运动学与动力学仿真计算结果,以时间为优化目标,以关节转矩为边界条件改良清渣轨迹,将清渣轨迹的总用时由原本的6s降至5s,提升清渣行程机器人工作效率。对于实现铝锭的自动化生产具有一定实际应用价值。
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