● 摘要
随着工业机器人在机械制造与装配领域中不断应用，在低精度低切削力的切削加工领域中，传统的数控加工数据链CAD-CAM-CNC逐渐被CAD-CAM-ROBOT数据链解决方案替代。针对传统的工业切削加工基于数控机床的解决方案，本文提出了利用6R工业机器人与CAD/CAM系统集成的切削加工离线编程解决方案。工业机器人切削加工离线编程关键技术主要包括机床坐标系下生成切削控制命令、机床系统下的控制命令向机器人控制系统代码的转换和在机器人切削控制命令实际加工前的仿真验证。
首先，在MasterCAM软件中利用数控加工模块对工件进行CAM加工，得到基于数控机床切削控制运动的NC文件，并编程提取NC文件中有效值，便于向机器人控制命令的转换。其次，针对QH165机器人进行建模分析，得到机器人的正逆解和动力学方程式，为离线编程系统提供数学基础。针对该切削加工系统，重点推导论述其后置处理过程中的G代码坐标系转换、NC有效值文件向机器人控制命令的转换。最后，提出了基于阻尼系数的最小二乘法来回避机器人运动过程中的奇异点，并基于第二条件数改进该阻尼系数法，来进一步优化机器人运动轨迹，同时，根据Coin3D平台搭建了基本功能的离线仿真系统框架，并实现了简单轨迹的仿真运动。