工业机器人在船用螺旋桨加工中的应用与设计

意义：随着航运发展，各种船舶应运而生，而作为船舶动力系统中重要的一部分——螺旋桨的性能正不断地接受着新的考验。

船用螺旋桨是船舶的核心部件，它的主要功能是控制船舶的移动。船舶的性能主要取决于船的船型、主发动机和螺旋桨三大因素。螺旋桨的质量可以反映出一个国家的技术水平，螺旋桨的生产能力则代表着一个国家的造船潜力。螺旋桨作为船舶动力系统的关键部件，其制造精度及表面质量直接影响到船舶推进的效率、振动、噪声等。提高螺旋桨的加工精度，对于提高螺旋桨的效率、减少空泡的产生、提高螺旋桨的寿命有着至关重要的作用。大型船用推进器、螺旋桨、涡轮叶片等螺旋曲面产品拥有极其复杂的多弧面及不规则曲面结构，加工动作需进行圆弧、任意曲线的多轴插补,加工过程复杂，精度要求苛刻，传统设备加工难度极高，并且加工效率缓慢，需要进行多次装夹，而且装夹过程中定位难度极高，影响加工精度，亟需更先进的设备出现。对于大型的定距桨，由于尺寸大，如果使用常规的龙门铣床或加工中心，设备的尺寸要求非常大，因此设备的造价也相当的高，效率也不会高。

目的：研究工业机器人在大型定距桨这种特定产品的加工过程中的应用。利用已学习的知识，进行系统总体方案设计，参照国内、外相关文献研究如何把工业机器人应用于船用螺旋桨的加工，提高加工效率，克服现有加工设备的弊端。

最近几十年，随着自动控制技术、计算机技术等技术不断发展进步，数控技术被广泛而有效地用于曲面加工中大大改善了传统的落后的生产状况。

由于我国在多坐标数控方面的研究起步晚，以美国为首的西方各国在高档数控机床与加工技术方面一直处于遥遥领先的地位，且一直对我国进行封锁限制，所以多年以来我国的多坐标数控加工技术较国外差距较大。在国内，大部分厂商仍采用三坐标机床或手工打磨加工螺旋桨，其加工效率和加工精度比较低。近年来，随着我国大力发展高新科技产业，我国机床制造业也得到了较快的发展。目前我国已基本掌握了多坐标数控加工技术，其中不乏很多先进的技术，如针对航发叶片加工的七轴联动数控加工机床，使得自由曲面加工取得很大的进步。但国内普遍针对的是铣削加工的多坐标数控机床，针对砂带磨削的多坐标磨床的研究甚少，只有少数几个公司和机构在进行这方面的研究工作，如重庆三磨海达公司、北京胜为弘技数控设备有限公司和扬州大学机电研究所，其中重庆三磨海达公司在砂带磨削数控机床方面的研究取得了很大的进步，研制出了七轴六联动砂带磨床。

经过30多年的发展，国外曲面加工及编程技术已经取得一定的成就。在机械、航空航天、汽车、造船等很多领域中得到了广泛应用。迄今，国外已经出现不少商品化的软件，比较著名的有美国PTC公司的Pro/Engineer，EDS公司的Uingraphics，美国EDS公司的UG软件，英国Delcam公司的PowerMill，法国Matra公司的Euclid及Strim软件，SDRC公司的I-DEAS，法国达索公司的CATIA，Autodesk公司的MDT(AutodeskMechanicalDesktop)，Masterseries公司的MasterCAM，CNC公司的SurfCAM，以色列的CIMATRON90，以及Solidworks和Solidedge等都具有曲面造型与数控加工模块。

1）根据设计参数进行工业机器人方案设计和设备选型；

2）机器人建模：对所选的机器人进行三维建模；

3）软件仿真：（1）建立机器人虚拟仿真系统；

（2）开发机器人仿真数控程序；