导　　师： 邵明

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 机器人切削应用是目前的研究热点之一,如何实现机器人高效、高精度切削加工已经成为目前工业机器人应用研究的主要内容。由于刚度不足,机器人受到切削力的作用后将产生一定切削变形和振动,造成加工误差并降低机器人切削质量,许多研究者尝试利用轨迹规划和力控制方法对切削变形和振动进行控制,从而提高机器人切削加工质量。本文的研究目的在于针对机器人切削变形和振动的情况,建立适用于机器人切削的加工模型,并在此基础上利用控制方法对机器人切削变形和振动进行控制,因此本文以机器人切削应用作为研究对象,对机器人切削加工模型和控制方法进行研究,其中切削加工模型主要包括机器人切削系统刚度模型、切削动力学模型、轨迹规划模型等,控制方法的研究主要集中在机器人切削力控制。研究的主要思路是首先分析不同传动结构机器人末端的刚度情况,通过刚度仿真和实验观察机器人末端刚度的变化情况,并找到刚度变化较为稳定的区域,将其作为机器人切削加工空间。随后根据机器人切削变形情况,建立适用于机器人的切削加工模型,并在此基础上利用轨迹规划方法和切削力控制方法对切削变形进行补偿和控制。主要内容如下:对机器人末端刚度影响因素进行分析,建立机器人刚度模型。根据机器人传动系统结构特点,对机器人传动系统刚度组成单元进行拆分,建立传动系统的关键元件的刚度模型,利用机器人传动系统与机器人末端刚度之间的映射关系,推导出机器人末端刚度计算模型。以三自由度直角坐标机器人切削系统和六自由度旋转关节机器人为例,阐述机器人末端刚度的计算过程。进行三自由度直角坐标机器人和六自由度旋转关节机器人刚度仿真,通过仿真观察并验证机器人末端刚度的变化规律,最后选取适用于机器人�

关 键 词： 机器人 刚度矩阵 切削动力学 轨迹规划 力控制技术

领　　域： []