復(fù)雜曲面研磨拋光機器人力控制研究.pdf

1、自動化技術(shù)的應(yīng)用程度是一個國家制造業(yè)技術(shù)水平高低的重要標志。目前，我國制造業(yè)中對具有復(fù)雜形狀的自由曲面零件的加工，手工操作還是占據(jù)了主要地位。手工研磨拋光質(zhì)量不穩(wěn)定、效率低，而且工人工作環(huán)境惡劣，從而影響其市場的競爭力。機器人曲面自動研磨拋光系統(tǒng)的實現(xiàn)對提高生產(chǎn)效率、降低勞動強度、保證加工質(zhì)量具有深遠意義。
　　本文以中國科學(xué)院沈陽自動化研究所和北京航空材料研究院的合作項目“透明件復(fù)雜曲面的自動研磨拋光技術(shù)”為背景，重點對機器人自

2、動研磨拋光系統(tǒng)研磨力的控制進行了研究。
　　本文首先概述了機器研磨拋光力控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀，然后結(jié)合曲面打磨對象搭建了以KUKA機器人為主體的研磨加工平臺，對研磨拋光機器人系統(tǒng)進行了宏觀上的介紹，包括其硬件組成和各部分的主要功能，并對系統(tǒng)的通信部分進行了闡述。
　　實現(xiàn)研磨拋光力的恒定控制前，必須對研磨執(zhí)行機構(gòu)進行系統(tǒng)辨識得到系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。文章分別用最小二乘法和粒子群優(yōu)化算法對研磨系統(tǒng)進行系統(tǒng)識別，建立了被控對象的辨識模型

3、。
　　研磨過程中如何保持研磨力恒定是本文研究的核心內(nèi)容，針對這一問題，分別設(shè)計了模糊PID控制器、雙口內(nèi)模控制器和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑?？刂破鲗ο到y(tǒng)進行力控制仿真和實驗，最終RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)滑?？刂破髂軌蜻_到系統(tǒng)要求的性能指標。
　　當(dāng)工件的表面曲率急劇變化時，研磨拋光工具與工件的接觸面壓力分布不均勻，針對這一情況介紹了應(yīng)用赫茲接觸力方程實現(xiàn)恒定壓力研磨的方法，并對在研磨拋光過程中影響接觸面不同點研磨壓力的因素進行了仿真，結(jié)果表