题目：机器人修形磨削系统中接触刚度的研究

机器人修形磨削过程中为了提高磨削质量，磨削机的接触轮采用橡胶轮。然而橡胶轮的硬度较低，会导致磨削量不容易控制。为了消除这一弊端，本文对接触轮与工件的接触进行研究，建立接触刚度模型。通过对接触刚度模型的分析可以得到接触范围内的压力分布，从而为磨削量的控制提供依据。本文采用赫兹(Hertz)接触理论和有限元方法对接触刚度进行了分析。利用赫兹接触理论可以得出在静止状态下，接触刚度与接触轮的材料属性、接触力、接触轮半径、工件曲率以及接触轮宽度的关系。在已知接触轮的材料、半径、宽度的情况下，采用有限元方法得出了动态的接触刚度与接触力和工件曲率的关系，进一步得出了接触范围内的压力分布。在有限元分析的基础上，采用数值拟合的方法建立接触刚度模型，该模型可以对未知的接触轮与工件的接触情况进行预测。利用本文建立的接触刚度模型得出了接触区域内的压力分布，进而利用单点磨削模型就可以得到接触范围内的磨削率的分布。从而可根据给定的单条磨削路径上进给速度的分布，预测出该条路径上磨削量的分布。反过来对于给定的磨削量的分布可以反推得进给速度的分布。最后通过试验对磨削过程的仿真进行了验证。本文的研究对修形磨削进行深入、系统的理论研究有一定的帮助；同时也可以为修形磨削系统提供更为精确的控制参数，对提高磨削精度也有一定的帮助。