基于力-位控制的鈦合金零件自動拋光技術研究.pdf

1、鈦合金以其優(yōu)良的特性被廣泛應用于航空航天等重要領域，是國防工業(yè)不可或缺的材料，高品質鈦合金零件的形狀精度和表面質量直接影響裝置的主要性能指標。目前國內對于鈦合金零件的拋光精加工主要依靠手工來完成，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拋光。在這種情況下，本文開展了基于力/位控制的鈦合金零件機器人高效自動拋光技術研究，旨在提高鈦合金自由曲面零件的精加工效率、表面質量和表面一致性。
　　本文開展的主要研究工作包括以

2、下幾部分:
　　(1)研制了一種新型機器人拋光末端執(zhí)行器，并以計算機為核心，使用基于以太網通信的實時數(shù)據傳輸方案，搭建了工業(yè)機器人自動拋光實驗系統(tǒng)平臺，為實現(xiàn)鈦合金零件的柔順拋光奠定了硬件基礎。
　　(2)提出了一種基于CAD/CAM的機器人拋光工具基本位姿生成算法，實現(xiàn)了多軸刀位文件向機器人語言的自動轉化，進而控制拋光工具的基本位姿，取代傳統(tǒng)復雜的機器人示教過程。根據已知的工具接觸姿態(tài)，對鈦合金的材料去除特性進行了相關理論

3、研究，基于有限元接觸分析方法建立了壓強分布模型，進而建立了鈦合金零件的拋光去除模型，并在該模型的基礎上，對拋光行距優(yōu)化問題進行了討論分析。
　　(3)在對拋光工具進行受力分析和重力補償?shù)幕A上提出了力實測值向法向接觸力的轉化算法。通過總結手工拋光經驗，設計了一種力外環(huán)/位置內環(huán)控制框架下的抗飽和積分分離式自適應模糊PI控制器，并將其用于拋光法向接觸力的實時控制，在力控制器中加入了一個抗飽和環(huán)節(jié)來防止由于位置調整量過大可能引起的加工