随着汽车工业的发展,汽车产品的更新换代逐步加快,从而导致汽车厂商对汽车模具的需求越来越多样化。目前,汽车模具复杂曲面的抛光主要由技术工人完成,难以满足当今工业对模具加工低成本、短周期、高质量的要求。因此,汽车模具的抛光急需由手工加工向自动化生产过渡。近年来,随着机器人技术的飞速发展,工业机器人的加工精度不断提高,使得工业机器人逐渐被应用到打磨、抛光等对加工精度有较高要求的领域。本文围绕汽车覆盖件模具的机器人自动化抛光,通过推导抛光盘材料去除模型,搭建基于恒力控制的气动柔顺系统,研究机器人自由曲面路径生成的相关技术,并进行相关的实验。本文主要内容分为以下几个方面:首先,建立抛光盘材料去除模型。以Preston方程为理论基础,研究抛光盘抛光时的材料去除率与接触压力、主轴转速以及进给速度之间的联系,建立材料去除模型,并对材料去除模型进行了仿真,通过仿真结果进一步阐述材料去除深度与各个参数之间的内在关系。其次,搭建基于恒力控制的气动柔顺系统。通过实验采集不同压力对应的输出电压的数据,使用最小二乘法拟合得到的力与电压之间的关系,实现对气动柔顺控制系统的标定。对阀控缸模型进行参数辨识,求得该模型的传递函数,为了增加系统的动态响应,降低该系统的稳态误差,对PID参数进行整定,并通过仿真验证了该方法的可行性。然后,研究机器人抛光路径规划算法。针对汽车覆盖件模具抛光路径生成困难的问题,提出一种用于混联机器人的模具路径规划方法。首先通过三维软件模型得到模具表面的离散点,并对离散数据进行拟合。借鉴铣削加工的刀具轨迹生成方法并结合抛光工艺特点,推导出加工行距、步长以及刀轴矢量的计算方法,并根据混联机器人运动学得到用于加工的抛光刀轨文件。最后,进行混联机器人抛光加工实验。利用已搭建的混联机器人加工装备平台,结合本文所提出的恒力控制方法和抛光路径生成算法对汽车覆盖件模具进行抛光加工,并对工件的表面质量和加工精度进行了分析和评价。看出工件表面粗糙度可以达到0.3-0.5。使用显微镜观察工件表面微结构,可以看到抛光后表面光亮平整,形貌组织紧凑,明显无深划痕。