● 摘要
抛光过程是费时又单调的操作，很强的依赖有经验的操作工人。为使这种操作可以自动化，并且得到理想的抛光表面，对抛光路径、进给速度、给料速率、抛光轮速度、接触力和抛光深度的控制很重要。在这些因素中，合适的刀具轨迹的生成和接触力的控制是两个主要的具有挑战的因素。本文应用PLC作为控制装置，结合模糊PID控制理论，对力控制系统进行了设计，具有一定的理论和实际意义。讨论了机器人的力控制和抛光机的力控制两种方案设计，考虑到机器人柔性抛光系统中机器人力控制的不足，研究了柔性抛光机的力控制，并设计了具有力控制功能的抛光机。推导了抛光切向力和电机电流的关系，为抛光机力控制的实现提供了理论基础。完成了抛光机的机械机构设计和控制系统的设计。利用丝杠导轨的机构来实现抛光轮横向进给，应用西门子PLC300为核心控制器完成了伺服控制系统的硬件设计。应用MATLAB的模糊控制工具箱，设计了模糊控制查询表，并在试验数据的基础上计算得出了模糊控制的尺度变换比例因子。应用西门子PLC的编程工具Step7编制系统控制程序，实现了在线查表方式的模糊PID复合控制。分别在模糊控制和模糊PID控制模式下测试了柔性抛光系统的真实抛光切向力，对抛光切向力误差进行了分析，验证了模糊PID控制系统对解决该问题的可行性，并进一步证明了利用具有力控制功能的柔性抛光机可以很好的完成柔性抛光系统的力控制。关键词：机器人，抛光，力控制，模糊PID
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