發(fā)布時間：2021-07-27 05:31

　　采用工業(yè)機器人進行大口徑光學(xué)元件的研拋過程中,機器人自身定位誤差會導(dǎo)致研拋壓力產(chǎn)生波動,進而影響去除函數(shù)穩(wěn)定性,為此提出了一種機器人恒壓球形公自轉(zhuǎn)磨頭拋光方法,并對其結(jié)構(gòu)、工作原理、機器人定位特性以及研拋壓力輸出特性開展了研究。首先,基于Preston理論構(gòu)建了材料去除模型,對去除函數(shù)形狀進行了分析,對所設(shè)計拋光磨頭的機械結(jié)構(gòu)與工作原理進行了介紹。然后,對機器人定位誤差以及磨頭輸出力響應(yīng)性與穩(wěn)定性進行了測量,驗證了所提方法能夠較好地適應(yīng)機器人研拋壓力波動而做出的力響應(yīng)控制。最后,進行了定點拋光以及粗、精磨拋加工實驗。實驗結(jié)果表明:利用所提方法去除函數(shù)的穩(wěn)定性強,通過10個周期的粗、精拋加工,面形收斂率分別為90.95%、72.61%,可獲得較高的加工精度與面形質(zhì)量。 

【文章來源】：中國機械工程. 2020,31(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

球形磨頭運動示意圖

去除函數(shù)測量

為進一步提高工件表面質(zhì)量,在工件粗加工面形經(jīng)過修形后對其進行精拋加工,研拋壓力設(shè)為5 N,自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為360 r/min,拋光液為粒徑3 μm的碳化硼水溶液(固液質(zhì)量比1∶10),機器人移動速度為2 mm/s,采用干涉儀檢測其面形。收斂過程如圖14所示,其中圖14a為精拋前面形,圖14b～圖14f分別為經(jīng)過2～10個加工周期后的面形。從精拋面形收斂曲線(圖15)中可看出,在加工周期前期,特別是經(jīng)過前2個精加工周期,PV值、RMS值減小速率快,工件面形精度得到了大幅度提高,這說明此時精拋效果顯著。在加工中期,PV值、RMS值總體上逐步減小,且在加工后期面形收斂曲線有逐漸趨于平緩的趨勢,這表明在該精拋條件下面形精度在逐步收斂,但在中后期收斂速率減小。經(jīng)過10個周期的研拋加工,工件面形從PV值EPV=0.723 μm、RMS值ERMS=0.117 μm收斂到PV值EPV=0.223 μm、RMS值ERMS=0.028 μm,其收斂效率為72.61%,收斂效果較好,能獲得較高的面形精度與質(zhì)量,驗證了基于恒定研拋壓力控制的公自轉(zhuǎn)球形磨頭拋光方法的有效性。圖15 面形收斂曲線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]光學(xué)加工機器人定位誤差測量與分析[J]. 韓哈斯額爾敦,曾志革,劉海濤,趙洪深.  光電工程. 2017(05)
[2]柔性拋光工具與工件接觸區(qū)應(yīng)力的測量方法與分布規(guī)律研究[J]. 計時鳴,鄭高安,金明生,張利,張偉東,侯海鵬.  中國機械工程. 2011(09)

碩士論文
[1]工業(yè)機器人主動恒力裝置的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 邢雙.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[2]大口徑光學(xué)研拋機器人磨頭氣動壓力控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉鳳.重慶大學(xué) 2015
[3]工業(yè)機器人重復(fù)定位精度與不確定度研究[D]. 鄧永剛.天津大學(xué) 2014
[4]工業(yè)機器人運動學(xué)標(biāo)定與誤差補償研究[D]. 奚陶.華中科技大學(xué) 2012



本文編號：3305183