● 摘要
随着工业机器人技术的不断发展，利用机器人进行复杂空间曲面的磨削抛光已经成为一种新兴的加工方法。切削力恒定是保证抛光加工质量的关键。本文介绍了恒切削力机器人抛光系统的方案设计，进行了抛光机的结构设计和控制系统的设计，讨论了恒切削力抛光。对现有的机器人抛光力控制的解决方案进行了分析对比，在此基础上，提出了恒切削力机器人抛光系统新的设计方案。介绍了系统组成和加工流程及相关技术。提出丝杠导轨的机构来实现抛光轮进给和切削力控制，讨论了丝杠导轨方式和摆杆方式的优缺点。对抛光机进行了具体的结构设计，主要包括主传动机构、丝杠导轨移动机构、轮径检测机构以及抛光液喷射装置等各部分的设计。控制系统以西门子PLC300为核心控制器，主要包括抛光调速、轮径检测、恒切削力控制、人机交互、以及与机器人控制器通讯。当轮径变小时，提高角速度，保证线速度不变，抛光轮前移，保证抛光加工平面保持不变。由三相电机的电流大小得到抛光切削力，进行PID控制，保证切削力不变。讨论了恒压力与恒切削力抛光的特点，分析了电机电流与切削力的关系，设计了恒切削力PID控制算法。利用六维力传感器进行试验，得到电流与切削力的关系式和PID控制器参数。水龙头的加工实验表明该系统达到了设计要求。 关键词：机器人，抛光机，柔性加工，PLC控制系统，力控制
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