機(jī)器人輔助拋光系統(tǒng)末端拋光工具的優(yōu)化設(shè)計(jì)與軌跡規(guī)劃.pdf

1、拋光是工件加工至關(guān)重要的一道工序，不僅可以增加被拋光表面的光潔度，提高表面質(zhì)量，而且可以改善局部的應(yīng)力集中現(xiàn)象。目前拋光主要采用傳統(tǒng)的方法手工完成，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，對(duì)工人拋光技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求高，而且容易出現(xiàn)失誤，造成工件報(bào)廢。自動(dòng)化拋光系統(tǒng)能有效地解決上述手工拋光存在的問題，滿足當(dāng)今社會(huì)客戶對(duì)高效、高質(zhì)量加工的需求。與機(jī)床執(zhí)行拋光任務(wù)相比，機(jī)器人可達(dá)工作空間大、多自由度、低成本的特點(diǎn)，使得機(jī)器人拋光的可操作性更好，能加工表面形式更為復(fù)雜的工件

2、，因此在自動(dòng)化拋光系統(tǒng)中具有更大的發(fā)展?jié)摿?。但是由于開發(fā)和應(yīng)用機(jī)器人輔助拋光自由曲面自動(dòng)化拋光系統(tǒng)的技術(shù)復(fù)雜性，包括設(shè)計(jì)和制造滿足要求的硬件設(shè)備、設(shè)計(jì)高效的刀具路徑、維持穩(wěn)定的拋光力、設(shè)計(jì)復(fù)雜的刀具運(yùn)動(dòng)形式、拋光方案的自動(dòng)化實(shí)施以及建立完整復(fù)雜的反饋系統(tǒng)等，所以投入市場(chǎng)的國內(nèi)外自動(dòng)化拋光系統(tǒng)很少。本文的研究目的就是針對(duì)建立機(jī)器人輔助拋光自由曲面自動(dòng)化拋光系統(tǒng)存在的一些難題進(jìn)行探索研究，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　充分考慮拋

3、光工藝對(duì)拋光工具設(shè)計(jì)提出的要求，設(shè)計(jì)出了一種機(jī)器人夾持的柔性末端拋光工具，為柔性拋光以達(dá)到好的拋光效果提供了條件，并在ADAMS軟件和專業(yè)優(yōu)化軟件iSIGHT軟件集成環(huán)境下對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)提供依據(jù)。
　　充分考慮高效、高質(zhì)量加工對(duì)規(guī)劃拋光路徑提出的要求，設(shè)計(jì)了一種拋光路徑規(guī)劃方案，在線或離線方式生成覆蓋自由曲面均勻的拋光路徑，解決了拋光前自動(dòng)規(guī)劃拋光路徑問題。在MATLAB環(huán)境進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了此方法的有

4、效性。
　　給出了一種力跟蹤的控制方法，來滿足拋光過程中需要維持穩(wěn)定的拋光力的要求。此方法通過力偏差來修正內(nèi)環(huán)的位置偏差，不僅可以維持穩(wěn)定的拋光力，而且可以確保拋光執(zhí)行機(jī)構(gòu)沿著指定的路徑拋光。并在MATLAB的Simulink環(huán)境下建立了控制框圖，采用Simulink中的SimMechanics中的模塊搭建了機(jī)器人模型進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了此控制方法的可行性。
　　本課題的研究對(duì)建立機(jī)器人輔助拋光自由曲面自動(dòng)化拋光系統(tǒng)具有一