工业机器人砂带抛光轨迹规划

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1、分类号___________密级公开收藏编号___________学号133101001学校代码11062编号_____________(应用研究)工业机器人砂带抛光轨迹规划工程领域：车辆工程研究方向：车辆关键零部件材料、成型及产业化研究生姓名：马凯威校内导师、职称：刘建春教授校外导师、职称：林彦锋高工所在学院：机械与汽车工程学院答辩委员会主席签名：二〇一六年一月一遵守学术行为规范承诺本人已熟知并愿意自觉遵守《厦门理工学院学术道德规范管理办法(试行)》和《厦门理工学院学位论文作假行为处理办法实施细则

2、》的所有内容，承诺所提交的毕业和学位论文是终稿，不存在学术造假或学术不端行为，且论文的纸质版与电子版内容完全一致。二独创性声明本人声明所提交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得厦门理工学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。三关于论文使用授权的说明

3、本人完全了解厦门理工学院有关保留使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)本学位论文属于(必须在以下相应方框内打“√”，否则一律按“非保密论文”处理)：1、保密论文：□本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。2、非保密论文：□本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。研究生本人签名：签字日期：20年月日研究生导师签名：签字日期：20年月日工业机器人砂带抛光

4、轨迹规划摘要为了解决复杂自由曲面零件抛光编程效率低、精度差、工序转运辅助时间长及产品一致性差等问题。本文以自主研制的机器人砂带抛光机及配套设备为基础，结合ABB4600工业机器人，成功搭建了机器人砂带抛光系统，并对工业机器人运动学和机器人砂带抛光轨迹规划等内容进行了深入分析和研究。论文首先根据小型卫浴产品的抛光工艺要求，搭建了机器人砂带抛光系统试验平台，并对抛光力自适应控制在机器人砂带抛光系统中的应用进行了研究，总结了电机电流和砂带型号对抛光力的影响，得出了抛光力的自适应控制方法。然后，对ABBIR

5、B4600型工业机器人在砂带抛光中涉及到的运动学问题进行了全面的分析。从实际的机器人砂带抛光所涉及到的运动学问题出发，探讨了机器人位姿的描述和调整方法，推导出了机器人砂带抛光运动学方程，并根据机器人各连杆的结构参数和关节变量，分别给出了机器人运动学方程的正向求解、逆向求解及后续的轴配置参数的计算。其次，以当前实际生产情况为出发点，对比在线示教，普通离线编程和基于弧长优化算法的离线编程等轨迹规划方法，结合机器人砂带抛光轨迹规划所涉及的实际问题，分析参数线法、Hilbert填充曲线法和截面法等常用轨迹规

6、划方法和策略，总结并得出了基于NURBS曲线、曲面微分方程的弧长优化算法，并对软件进行了相应的二次开发。最后，利用普通离线编程和基于弧长优化算法的离线编程生成的抛光加工程序，分别进行机器人砂带抛光试验，对比不同抛光工艺和轨迹规划方法产生的零件表面轮廓形状和粗糙度分布特征的差异，分析并阐述了差异产生根本原因，验证了弧长优化算法的合理性。关键词：工业机器人，砂带抛光，轨迹规划，运动控制，弧长优化ITheTrajectoryPlanningofIndustryRobotAbrasiveBeltPolish

7、ingAbstractInordertosolvetheproblemsofpolishingonthecomplexfreecurvedsurfaceparts,suchaslowefficiency,pooraccuracy,longprocesstransferassistanttimeandpoorproductconsistency,aroboticabrasivebeltpolishingsystemisbuiltonthebaseofABB4600industrialrobotandr

8、obotabrasivebeltpolishingmachineandancillaryequipmentwhicharedesignedbyourself-developed.Besides,thekinematicsofrobotandthetrajectoryplanningofindustryrobotabrasivebeltpolishingalsohavebeenanalyzedanddiscussedthroughly.Inthefirstpartoft