【摘 要】
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随着加工制造领域的不断发展,智能化、自动化成为了各行业追求的目标,工业机器人其灵活性高、智能化程度高等优点在铣削加工领域得到了越来越广泛地应用。铣削机器人往往轨迹复杂且编程不易,传统的直线、圆弧插补会导致加工精度不足,示教编程会降低加工效率。因此,研究铣削机器人的轨迹规划及离线编程对提高加工精度和加工效率有着重要的实际意义。本文将新松SR7CL型机器人作为研究对象对其轨迹规划和离线编程展开研究,研
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随着加工制造领域的不断发展,智能化、自动化成为了各行业追求的目标,工业机器人其灵活性高、智能化程度高等优点在铣削加工领域得到了越来越广泛地应用。铣削机器人往往轨迹复杂且编程不易,传统的直线、圆弧插补会导致加工精度不足,示教编程会降低加工效率。因此,研究铣削机器人的轨迹规划及离线编程对提高加工精度和加工效率有着重要的实际意义。本文将新松SR7CL型机器人作为研究对象对其轨迹规划和离线编程展开研究,研究内容和结果如下:首先,利用改进D-H法构建了SR7CL铣削机器人的运动学模型,根据实际尺寸确定了模型参数,推导了正、逆运动学的方程,并通过MATLAB机器人工具箱对运动学方程进行了验证,通过矢量法求解出机器人的雅可比矩阵。其次,介绍了NURBS曲线理论,基于NURBS样条曲线生成NURBS曲面作为代加工的曲面,根据CC路径截面线法和行切法确定刀具轨迹与走刀路线,选取球头铣刀作为铣削刀具,引入残留高度计算了轨迹的行距,并初步设定了刀具姿态,设计了机器人夹持电主轴进行铣削加工的方法,建立了铣削坐标系,重新确定了工作空间。然后,基于S型加减速控制算法对机器人末端进行轨迹位置规划,基于弓高误差对插补点进行精度优化,根据优化姿态算法对机器人末端进行姿态控制,获得了最优的铣削刀具姿态,完成了机器人的轨迹规划。通过粒子群算法对工件摆放的位置进行优化,以各关节速度曲线的方差总和为衡量标准,找到了机器人铣削加工运行最平稳的工件摆放位置。最后,通过PQArt对铣削轨迹进行运动仿真,仿真结果表明铣削过程中机器人平稳运动且没发生干涉,通过MATLAB软件中的GUI模块设计了离线编程中的后置处理界面,实现了机器人控制程序的自动生成,通过搭建SR7CL机器人铣削实验平台,对轨迹后置处理程序进行了验证。
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