螺旋锥齿轮由于结构紧凑、运动稳定、传动效率高等优点,广泛应用于汽车、农机、机床等领域。齿顶倒角可消除齿轮沿齿长方向的尖角,从而减少应力集中,使啮合平稳,延长齿轮使用寿命。螺旋锥齿轮齿顶倒角面为空间曲面,倒角加工复杂,行业内主要依靠人工磨削实现,工人劳动强度大且产品质量难以保证。经过详细研究螺旋锥齿轮加工及并联机床的发展与现状,提出了基于6-PTRT并联机构的螺旋锥齿轮齿顶倒角机器人(以下简称齿顶倒角机器人),以减轻工人的劳动强度,提高加工效率和精度。本文主要研究成果如下。1)设计了齿顶倒角机器人结构及其控制系统硬件平台。该结构经过自由度计算可以满足螺旋锥齿轮齿顶倒角要求。2)进行了齿顶倒角机器人运动学分析。在齿顶倒角机器人动平台位姿变换基础上,解算了齿顶倒角机器人的运动学逆问题,并结合机器人几何关系提出了逆解选择方法。3)计算了齿顶倒角机器人工作空间。分析了齿顶倒角机器人的几何约束,结合运动学分析提出了齿顶倒角机器人工作空间的三维搜索算法。在Matlab中使用该算法给出了倒角机器人样机的工作空间计算实例。4)研究了基于CAD的齿顶倒角NC代码自动编程。分析了倒角加工原理及NC代码格式要求,提出了齿顶倒角NC代码自动编程的关键算法,并使用UG/Open二次开发工具编制了NC代码自动编程模块。5)开发了齿顶倒角机器人控制系统软件。分析了系统的功能需求,详细设计了NC代码读取、编译、检查、插补等功能,在Windows平台上采用LabVIEW和Visual C++软件编制了该控制系统软件。本文设计的控制系统软件已在螺旋锥齿轮齿顶倒角样机上调试运行,实践证明该系统的轨迹检查可以有效避免误操作,提高系统的使用安全性。控制系统界面友好、操作简便,可以实现螺旋锥齿轮的倒角加工需求。