基于力-位控制的鈦合金零件自動(dòng)拋光技術(shù)研究.pdf

1、鈦合金以其優(yōu)良的特性被廣泛應(yīng)用于航空航天等重要領(lǐng)域，是國(guó)防工業(yè)不可或缺的材料，高品質(zhì)鈦合金零件的形狀精度和表面質(zhì)量直接影響裝置的主要性能指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于鈦合金零件的拋光精加工主要依靠手工來(lái)完成，不僅工作環(huán)境差、效率低、表面一致性差，而且容易引起零件的過(guò)拋光。在這種情況下，本文開(kāi)展了基于力/位控制的鈦合金零件機(jī)器人高效自動(dòng)拋光技術(shù)研究，旨在提高鈦合金自由曲面零件的精加工效率、表面質(zhì)量和表面一致性。
　　本文開(kāi)展的主要研究工作包括以

2、下幾部分:
　　(1)研制了一種新型機(jī)器人拋光末端執(zhí)行器，并以計(jì)算機(jī)為核心，使用基于以太網(wǎng)通信的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸方案，搭建了工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)拋光實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)鈦合金零件的柔順拋光奠定了硬件基礎(chǔ)。
　　(2)提出了一種基于CAD/CAM的機(jī)器人拋光工具基本位姿生成算法，實(shí)現(xiàn)了多軸刀位文件向機(jī)器人語(yǔ)言的自動(dòng)轉(zhuǎn)化，進(jìn)而控制拋光工具的基本位姿，取代傳統(tǒng)復(fù)雜的機(jī)器人示教過(guò)程。根據(jù)已知的工具接觸姿態(tài)，對(duì)鈦合金的材料去除特性進(jìn)行了相關(guān)理論

3、研究，基于有限元接觸分析方法建立了壓強(qiáng)分布模型，進(jìn)而建立了鈦合金零件的拋光去除模型，并在該模型的基礎(chǔ)上，對(duì)拋光行距優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了討論分析。
　　(3)在對(duì)拋光工具進(jìn)行受力分析和重力補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上提出了力實(shí)測(cè)值向法向接觸力的轉(zhuǎn)化算法。通過(guò)總結(jié)手工拋光經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一種力外環(huán)/位置內(nèi)環(huán)控制框架下的抗飽和積分分離式自適應(yīng)模糊PI控制器，并將其用于拋光法向接觸力的實(shí)時(shí)控制，在力控制器中加入了一個(gè)抗飽和環(huán)節(jié)來(lái)防止由于位置調(diào)整量過(guò)大可能引起的加工