模具制造技术的发展,对模具表面的质量和性能提出了更高的要求,为此,许多企业开始在模具制造过程中引入表面处理技术。等离子束表面处理技术利用高能量的等离子束热源对模具表面进行强化处理,具有低成本、小体积、高热效率等特点,可增加模具表面硬度以及提高表面性能。本文采用等离子束表面强化设备和机器人结合的方式研制了一种能够实现复杂型面模具表面强化的三维等离子束表面强化系统。机器人在操作过程中,运动轨迹的不同必然伴随着不同的等离子束表面强化效果。因此,根据复杂型面模具的加工需求和等离子束表面处理技术的工艺特点,深入研究了复杂曲面上机器人运动轨迹规划方法,并开发了基于UG平台的运动轨迹生成软件。本文对三维等离子表面处理系统进行了详细研究,通过分析系统的工艺参数和功能需求,设计了系统各个功能模块和操作界面。详细阐述了利用CAM中等残余高度方法生成机器人运动轨迹的实现原理及流程,并在此基础上提出了基于CAD/CAM初始轨迹的机器人轨迹规划算法。采用了三次样条曲线的线性插补算法,对一系列离散轨迹点组成的机器人运动轨迹进行了直线逼近,形成运动轨迹。通过UG NX二次开发结合Visual Studio编写了机器人轨迹控制代码,并根据三维等离子表面处理工艺,开发了轨迹自动生成系统。最后,通过坐标系转换,对生成的轨迹进行后处理,将软件内生成的轨迹转化到机器人坐标系下,并能够根据加工需求添加相应的工艺参数,输出轨迹工艺文本。实体模具的表面强化试验结果表明,本文采用的轨迹规划算法是切实可行的,该算法生成的加工轨迹连续性好,轨迹均匀性精度高,可满足具有复杂曲面模具的表面处理要求。