PU球磨頭於複雜曲面研磨拋光之研究

... 並用磨床將試片分別加工至Ra3.2μm、Ra1.6μm、Ra0.8μm三種表面粗糙度， ... 整合以上實驗得到的結果，以六軸機械手臂夾取PU球磨頭對Ra1.6μm的鋁合金試片進行研磨 ... 資料載入處理中... 跳到主要內容 臺灣博碩士論文加值系統 ::: 網站導覽| 首頁| 關於本站| 聯絡我們| 國圖首頁| 常見問題| 操作說明 English |FB專頁 |Mobile 免費會員 登入| 註冊 功能切換導覽列 (159.65.142.206)您好！臺灣時間：2022/09/2022:34 字體大小：       ::: 詳目顯示 recordfocus 第1筆/ 共1筆  /1頁 論文基本資料 摘要 外文摘要 目次 參考文獻 電子全文 QRCode 本論文永久網址: 複製永久網址Twitter研究生:黃佳安研究生(外文):Chia-AnHuang論文名稱:PU球磨頭於複雜曲面研磨拋光之研究論文名稱(外文):AStudyofFree-formSurfaceGrindingandPolishingUsingPUBallGrindingHead指導教授:陳政雄指導教授(外文):Jenq-ShyongChen口試委員:盧銘詮、蔡明義口試日期:2017-07-25學位類別:碩士校院名稱:國立中興大學系所名稱:機械工程學系所學門:工程學門學類:機械工程學類論文種類:學術論文論文出版年:2017畢業學年度:105語文別:中文論文頁數:63中文關鍵詞:PU球磨頭、六軸機械手臂、光澤度檢測、研磨拋光參數外文關鍵詞:PUballgrindinghead、sixaxisrobotarm、glossdetection、grindingandpolishingparameters相關次數: 被引用:0點閱:224評分:下載:0書目收藏:1 摘要市面上販售的拋光墊只能對大表面進行拋光，很難對有曲率的複雜曲面或是有深度、狹窄和有高度差的溝槽進行研磨拋光，且需要搭配拋光劑才能達到拋光效果，市面上販售的研磨棒有鑽石、牛皮、綠海綿、砂輪等等種類，研磨棒種類的選用須依靠加工者自身的經驗和被加工件的表面粗糙度來做選用和更換，本研究旨在使用自製的PU球磨頭克服上述問題並同時達到研磨和拋光的效果。

本研究使用自製的PU球磨頭對Al6061-T6的鋁輪圈的溝槽處做研磨拋光，首先為了測試PU球磨頭研磨拋光的效果，使用和鋁輪圈相同材質的鋁合金製作成試片，並用磨床將試片分別加工至Ra3.2μm、Ra1.6μm、Ra0.8μm三種表面粗糙度，接著測試PU球磨頭球端和側面研磨拋光效果的差異，再來對轉速、路徑、拋光時間等參數做測試，整合以上實驗得到的結果，以六軸機械手臂夾取PU球磨頭對Ra1.6μm的鋁合金試片進行研磨拋光加工，最後實際對鋁輪圈溝槽處研磨拋光。

實驗方面，用PU球磨投對AL6061-T6鋁合金試片做研磨拋光測試，先對PU球磨頭的球頭端和側壁做研磨拋光效果的測試，側壁的研磨拋光效果比球頭端的效果好，故後續實驗部分都以PU球磨頭的側壁做加工，接著使用三種轉速分別為6000、8000、10000(rpm)做研磨拋光，結果經表面粗糙度儀和白光干涉儀驗證，得到轉速越快，PU球磨頭研磨拋光的效果越好，路徑方面使用往復式路徑，考量到PU球磨頭正逆轉會對表面粗糙度有影響，故設定來回往復式路徑為一次加工，一次加工耗時50秒，使用轉速10000~11000(rpm)、來回往復式路徑進給速度125mm/s對長3公分、寬5公分，表面粗糙度Ra1.6μm的鋁合金試片做研磨拋光加工，使用PU球磨頭鑽石磨料15~20μm做10次加工後表面粗糙度降低至Ra0.8μm，再以PU球磨頭鑽石磨料4~6μm做20次加工後表面粗糙度再降低至Ra0.1μm，光澤度計量測光澤度達411GU，總計時間約為25分鐘。

最後實際對鋁輪圈溝槽加工，鋁輪圈表面有明顯的初加工刀痕，故先以#800砂紙去刀痕後量測表面粗糙度為Ra0.6μm，用PU球磨頭鑽石磨料4~6μm做10次加工，一次加工為30秒，轉速10000~11000rpm，採用來回往復式加工，成功的將鋁輪圈溝槽處表面粗糙度降低至Ra0.1μm，總計時間約5分鐘。

PU球磨頭能對被加工件有深度、有高度差、狹窄的地方研磨拋光，克服了拋光墊只能對大表面拋光的問題，由於磨料直接混在球磨頭裡，也省去了拋光劑選用的問題，運用PU球磨頭不同粒徑的鑽石磨料能將鋁合金Ra1.6μm的表面粗糙度研磨拋光至Ra0.1μm，解決了研磨拋光材料選擇的問題，且光澤度從初始的50GU提升至411GU，最後將PU球磨頭研磨拋光後的表面粗糙度和光澤度做對照表，省去離線量測時間。

AbstractThepolishingpadonthemarketcanonlypolishthelargesurface,itisdifficulttopolishandgrindonthecomplexsurfacewhichhaveacurvatureordeep,narrowandhaveahighdegreeofgroove,andtheyneedtomatchthepolishingagenttoachievethepolishingeffect,Thegrindingrodssoldonthemarketaremadeofdiamonds,leather,greensponge,grindingwheelandsoon.Theselectionofgrindingrodsdependsontheexperienceoftheprocessorsandthesurfaceroughnessofthemachinedparts.Useself-madePUballgrindingheadtoovercometheaboveproblemsandatthesametimetoachievetheeffectofgrindingandpolishing.Thegrindingrodssoldonthemarketaremadeofdiamonds,leather,greensponge,grindingwheelandsoon.Theselectionofgrindingrodsdependsontheexperienceoftheprocessorsandthesurfaceroughnessofthemachinedparts.Inthisstudy,useself-madePUballgrindingheadtoovercometheaboveproblemsandachievetheeffectofgrindingandpolishingatthesametime.Inthisstudy,self-madePUballgrindingheadwasusedtogrindandpolishthegroovesofAl-6061-T6aluminumrims.Firstofall,inordertotesttheeffectofPUballgrindinghead,thealuminumalloywiththesamematerialasaluminumrimwasusedastestpiece,andthetestpiecewasprocessedintoRa3.2μm,Ra1.6μmandRa0.8μmthreesurfaceroughness.ThentestthedifferencebetweentheballendoftheballandthesideofthePUballgrindinghead,andthentesttheparameterssuchasspeed,pathandpolishingtime.Theresultsoftheaboveexperimentarecombinedwiththesix-axisrobotarmandthePUballgrindinghead,polishingandgrindingthealuminumalloytestpieces,andaluminumwheelgroovegrindingandpolishingfinally.Experimental,withPUballgrindingheadontheAL6061-T6aluminumalloytestpiecetodogrindingandpolishingtest,thefirstPUballheadandsideoftheballtodogrindingandpolishingeffectofthetest,thesideofthegrindingandpolishingeffectbetterthantheballendeffect,Sothefollow-uppartoftheexperimentalarePUballgrindingheadtodotheprocessing.Andthenusethethreekindsofspeedwere6000,8000,10000(rpm)todogrindingandpolishing,theresultsofthesurfaceroughnessmeterandwhitelightinterferometertoverifythatthefasterthespeed,ThePUballgrindingheadgrindingandpolishingthebetter.Pathtotheuseofreciprocatingpath,considerthebackofthePUballheadwillaffectthesurfaceroughness,sosetthereciprocatingpathforaprocessing,aprocessingtime50seconds,theuseofspeed10000~11000(rpm),backandforthTypepathfeedspeed125mm/sonthelengthof3cm,5cmwide,surfaceroughnessRa1.6μmaluminumalloytestpiecestodogrindingandpolishing.TheuseofPUballgrindingheaddiamondabrasive15~20μmtodo10timesafterprocessingsurfaceroughnessreducedtoRa0.8μm,andthenPUballgrindingheaddiamondabrasive4~6μm20timesafterprocessingsurfaceroughnessandthenreducedtoRa0.1μm.Finally,theglosswasmeasuredusingaglossmeterof411GU,thetotaltimeisabout25minutes.Finally,weprocessingaluminumwheelgroove,aluminumwheelsurfacehasobviousearlyprocessingknifemarks,sothefirst#800sandpapertotheknifeafterthesurfaceroughnessreducedtoRa0.6μm,withPUballgrindingheaddiamondabrasive4~6μmdo10timesprocessing,aprocessingfor30seconds,speed10000~11000rpm,usingreciprocatingprocessing,thesuccessofthealuminumrimgroovesurfaceroughnessreducedtoRa0.1μm,atotaltimeofabout5minutes.PUballgrindingheadcanbeprocessedonthedepthoftheworkpiece,ahighdegreeofdifference,narrowgrindingandpolishing,toovercomethepolishingpadcanonlybealargesurfacepolishingproblem,becausetheabrasivedirectlymixedintheballhead,butalsoeliminatesthechoiceofpolishingagentTheproblemisthatthesurfaceroughnessofaluminumalloyRa1.6μmcanbepolishedtoRa0.1μm,whichsolvestheproblemofgrindingandpolishingmaterialselection,andtheglossisincreasedfromtheinitial50GUto411GU,Finally,thePUballmillgrindingandpolishingthesurfaceroughnessandglosstodothetable,eliminatingtheneedforoff-linemeasurementtime. 目錄摘要iAbstractiii目錄vi圖目錄ix表目錄xii第1章緒論11.1研究動機與目的11.2文獻回顧21.3研究創新與進步性101.4論文架構11第2章實驗原理122.1鋁合金研磨拋光122.1.1研磨原理122.1.2拋光原理132.1.3鋁合金研磨拋光之缺陷152.2研磨拋光路徑規畫162.3表面品質檢測172.3.1表面粗糙度172.3.2光澤度原理192.3.3光澤度計適用範圍19第3章實驗方法213.1實驗設備213.1.1PU球磨頭213.1.2鋁合金表面粗糙度試片243.1.3USHIO氣動刻磨機(USG-38ST)243.1.4雷射轉速測定儀253.1.5Zygo白光干涉儀253.1.6Stäubli機械手臂(TX-90)273.1.7KSJ科仕佳光澤度計(MG6-SA)273.1.8Mitutoyo表面粗糙度計(SJ-210)283.1.9五軸工具機303.2研究方法313.2.1系統機構設計313.2.2軟體架構333.3實驗參數規劃353.3.1研磨拋光參數設定353.4加工程序36第4章實驗成果384.1研磨拋光參數對表面之影響384.1.1研磨拋光路徑方向384.1.2拋光機具轉速404.1.3PU硬度對研磨拋光影響454.2鋁合金(AL6061-T6)試片454.2.1鋁合金試片光澤度474.2.2鋁合金試片表面粗糙度Ra值494.2.3光澤度與粗糙度對照514.3鋁合金輪圈研磨拋光成果524.3.1輪圈-溝槽53第5章結論與未來展望585.1結論585.2未來展望60參考文獻61圖目錄圖11機械手臂姿態模擬【6】3圖12彈性拋光墊【7】【8】4圖13HIBERTPATH【11】4圖14PEANOPATH【11】5圖15SCANNINGPATH5圖16轉角處路徑規畫【12】6圖17研磨拋光工序相對應結果【14】7圖18最佳研磨拋光參數【15】【16】7圖21研磨原理【21】13圖22AL6061-T6鋁合金輪圈16圖23鋁輪圈加工處16圖24工件表面輪廓18圖25光澤度計量測特性20圖31PU鑽石球磨頭(15~20ΜM)22圖32PU鑽石球磨頭(4~6ΜM)23圖33PU立方氮化硼球磨頭(4~6ΜM)23圖34小尺寸PU球磨頭23圖35AL6061-T6試片24圖36USHIO氣動刻磨機(USG-38ST)25圖37G-TECH雷射轉速計C9MP125圖38ZYGO白光干涉儀26圖39STÄUBLITX–90六軸機械手臂27圖310光澤度計(KSJMG6-SA)28圖311攜帶式表面粗糙度儀SJ-21029圖312MICROCUT五軸工具機30圖313氣動刻磨機治具31圖314氣動刻磨機治具32圖315集水槽與水循環系統33圖316實驗架構圖33圖317STÄUBLI手臂教導器模你介面34圖318STÄUBLI手臂姿態模擬介面35圖319粗糙度鋁合金試片36圖41研磨拋光方向39圖42研磨拋光方向39圖43PU球磨頭不同轉速之研磨拋光結果41圖4420X6000RPM物鏡量測結果42圖4520X物鏡6000RPM量測結果42圖4620X物鏡8000RPM量測結果43圖4720X物鏡8000RPM量測結果43圖4820X物鏡10000RPM量測結果44圖4920X10000RPM量測結果44圖410鋁合金AL6061-T6試片46圖411試片初始粗糙度(A)46圖412試片初始粗糙度(B)47圖413加工路徑示意圖48圖414加工後光澤度值49圖415研磨拋光後RA值(A)50圖41620X鋁合金試片研磨拋光50圖417光澤度與粗糙度對照表52圖418未研磨拋光之鋁輪圈溝槽53圖419未加工前的反射成果53圖420研磨拋光後的反射效果54圖421使用800#砂紙處理結果55圖422鋁輪圈溝槽研磨拋光結果55圖423加工前粗糙度量測(A)56圖424加工前粗糙度量測(B)56圖425加工後粗糙度量測57表目錄表11研磨拋光參數【15】【16】7表12試片製作【19】【20】8表13不同加工法對光澤度之影響【19】【20】9表21研磨拋光之缺陷15表22各種加工法表面粗糙度18表23量測角度與適用表面19表24量測角度與適用範圍20表31ZYGO白光干涉儀之規格26表32光澤度計(KSJMG6-SA)規格28表33攜帶式表面粗糙度儀SJ-210規格29表34MICROCUT五軸工具機規格30表35軟體介紹34表36參數規劃35表41試片初始狀態40表42各轉速研磨拋光結果量測41表43PU硬度對研磨拋光影響45表44一般研磨拋光工序51 [1]莊政潔，''機器人於具平面分模線之模具拋光路徑規劃''，國立成功大學機械工程學系碩士論文，中華民國八十五年七月[2]陳科鈞，“使用機械手臂進行拋光加工之研究''，長庚大學機械工程學系碩士論文，中華民國九十六年七月。

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[18]陳羿君，”具力回饋之六軸機械手臂於自由曲面拋光系統之研究”國立中興大學機械工程學系碩士論文，中華民國一零五年七月。

[19]Dieste,J.A.,etal."Automaticgrindingandpolishingusingsphericalrobot."ProcediaEngineering63(2013):938-946.[20]Rebeggiani,Sabina,andBengt-GöranRosén."Highglosspolishingoftoolsteels–stepbystep."The4thInternationalSwedishProductionSymposium3rd–5thofMay2011,Lund,Sweden.2011.[21]http://www.booster-machine.com/article_detail_15.htm2017/6/20  電子全文(本篇電子全文限研究生所屬學校校內系統及IP範圍內開放) 推文 網路書籤 推薦 評分 引用網址 轉寄                                                                                                                                                                                                                    top 相關論文 相關期刊 熱門點閱論文 1. 六軸機械手臂自由曲面拋光系統之研究 2. 具力回饋之六軸機械手臂於自由曲面拋光系統之研究   無相關期刊   1. 斜向超音波振動輔助車削之研究 2. 五軸加工中心機之刀尖跟隨循跡動態誤差及傾斜軸追隨誤差之研究 3. 六軸機械手臂自由曲面拋光系統之研究 4. 智能化高速主軸即時異常監控暨熱誤差預測建模 5. 超音波振動輔助切削驅動器之可視化人機介面之研製 6. 深層類神經網路結合遺傳基因演算法應用於CNC運動控制參數優化 7. 工具機旋轉軸與線性軸平面同動誤差量測之研究 8. 低頻雙軸振動輔助切削技術於金屬材料自動車削斷屑 9. 具力回饋之六軸機械手臂於自由曲面拋光系統之研究 10. 拉線式位移感測器多角度量測機械手臂校正系統研究 11. 超音波直刃刀切割加工參數對於Nomex蜂巢複合材料之切削力與加工品質影響之研究 12. 應用田口實驗分析射出成型最佳化參數—以慢跑鞋中底為例 13. 工具機刀尖點動態特性之系統鑑別與模擬分析研究 14. 超音波振動輔助鑽削不鏽鋼之研究 15. 可多頻調控式同步振動消除應力平台之研究     簡易查詢 | 進階查詢 | 熱門排行 | 我的研究室