基于恒力控制的机器人去毛刺轨迹动态规划
发布时间：2017-12-19 02:30
本文关键词：基于恒力控制的机器人去毛刺轨迹动态规划
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【摘要】：毛刺普遍存在于机械零件的加工过程中,残留的毛刺既影响了零件的质量,又降低零件使用性能。去毛刺加工时,刀具需要对工件的棱边进行跟踪,以保持良好的切削状态。传统人工去毛刺耗时费力,已不能满足当前制造业发展需要。因而,机器人等自动化去毛刺技术广受关注,机器人去毛刺时须生成合理的加工轨迹。面对多品种、外形复杂的工件,研究如何快速、准确地进行机器人去毛刺加工,可积极推动机器人去毛刺技术在实际生产中的应用。本文为消除毛坯件公差和加工装夹误差对毛刺去除作业的影响,展开了基于法向力的在线轨迹生成方法的研究。在基于去毛刺切削力特性分析基础上,提出了采用阻抗控制模型实现切削法向恒力控制策略,并将该策略应用于机器人去毛刺轨迹生成,同时完成了汽车转向器零部件压铸件的机器人去毛刺加工的实验研究。首先,阐述了论文的研究背景和意义,介绍了现有的机器人去毛刺轨迹生成方法种类及研究现状,重点介绍基于传感器的机器人去毛刺轨迹生成方法的研究现状,综述了消除毛坯件公差和加工装夹误差的去毛刺轨迹生成方法,并提出论文的框架及主要研究内容。其次,基于毛刺特性及去毛刺切削力特性提出切削法向恒力控制策略。为了实现刀具对工件毛刺的动态跟踪加工,采用基于位置的阻抗控制模型,构建了基于阻抗控制模型的去毛刺法向力控制策略。第三,基于去毛刺法向力控制策略,提出了基于法向力的机器人去毛刺轨迹生成方法。针对毛坯件公差和装夹误差较大的情况,通过机器人控制器获取刀具切削运动坐标信息,采用六维力传感器实时采集三维切削力矢量,进而求取切削运动轨迹的切向量、法向量、切向力和法向力,提出了基于阻抗控制模型的机器人去毛刺轨迹生成方法。最后,本文搭建了机器人去毛刺实验平台；设计了基于切削用量的去毛刺切削力模型正交实验,完成了汽车转向器零部件压铸件的机器人去毛刺加工的实验研究,验证了本文提出的基于法向力的机器人去毛刺轨迹生成方法的可行性和有效性。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
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本文编号：1306584
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