光学加工机器人运动特性分析
[Abstract]:With the increasing application of optical systems, the demand for optical components is increasing. In order to meet the requirements of mass production and low cost of optical components, the optical manufacturing industry must seek high efficiency, high precision and economical and practical processing methods. After years of development, many new technologies such as ion beam, magnetorheology, airbag and a series of processing equipment have been produced in the optical manufacturing industry. The machining accuracy and efficiency have also been improved. However, these processing equipment are often limited by space size, unable to process large caliber or special workpiece. The high flexibility optical machining system based on industrial robot can meet the requirements of machining special workpieces. In this paper, optical machining robot is taken as the research object. Aiming at the disadvantage of low rigidity of robot arm and large positioning error in optical machining, the research work is carried out from its motion characteristics, including the following aspects: 1. Based on Princeton hypothesis and linear shift invariant hypothesis, the material removal model of grinding head is established. This paper analyzes three kinds of common motion modes of grinding disc and the corresponding removal function model. The resident time algorithm of robot machining control model is discussed. 2. Based on the description method of Denavit-Hartenberg (DH) robot, the coordinate system and kinematics calculation model of optical machining robot are established. The simulation results in Matlab show that the kinematics model is consistent with the kinematics model in the controller. The calibration method of grinding tool coordinate system and the method of calibrating workpiece coordinate system are put forward. On this basis, the coordinate transformation relation and surface positioning principle of robot machining system are analyzed. 3. This paper presents and uses laser tracker to measure the error of repeated position, absolute position, resident point and motion of optical machining robot. On this basis, the effect of the location error of the dwell point on the dwell time and the machining path of the optical machining robot is analyzed. The effect of the location error of the robot's resident point on the dwell time and the removal amount is calculated by machining simulation. 4. In order to verify the effect of the positioning error of the optical machining robot on the optical processing, the 桅 130mm plane mirror is uniformly polished with the SIAI robot, and the removal error is reduced from 53.38nm to 26.64 nm by using the compensation method. The above research results are applied to the optical processing of official parts: the 桅 500mm off-axis parabola is processed by using SIAI,Staubli and other types of robots. It takes a total of 26 processing cycles from rough grinding to polishing transition, and the surface error converges from 51.2832um to 3.7151um. And in the processing period, the use of error compensation method improved the processing efficiency of 5% 10%.
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP242
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,本文编号:2320766
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