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《五轴框架式机器人激光加工系统轨迹算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、文章编号：!"#$%&!"（#"!!’）!(%!’)(%!#五轴框架式机器人激光加工系统轨迹算法研究涂孟夫，虞钢（中国科学院力学研究所，北京*!!!$!）摘要在集成化智能激光加工系统工作原理的基础上提出了五轴机器人的激光加工轨迹算法。将三维离散数据点集拟合为空间参数曲面，在此参数曲面上规划五轴激光加工的等距轨迹。给出了冲压模具激光强化加工实例，取得了理想的加工效果。关键词机器人控制；激光加工；五轴机器人；轨迹；+,-.中图分类号/0))#文献标识码1!"#$%&’&()*+,#-#.#*+$/&.(&*01!2/34&5&$/,6+3#*"+.7(+,$7*/.89:3$#
2、;/2-345%67，820945（!"#$%$&$’()*’+,-"%+#，.,’/,%"’#’0+-1’23()4+%’"+’#，5’%6%"7*!!!$!，/,%"-）!53$*+,$1::;<=>45?;?@3:@9<9:?3<>A?>:;6B9A3<>4?3BB>534?C94769:?7<>45ADA?3C，9C3?@;=;6?<9:35343<9?>;46;AB9A3<<;F;?>A>4?<;=7:3=G1H9<9C3?3<>I3=AH9?>9BA7<69:3@9AF334:;4A?<7:?3=6<;C’%=>C34A>;49BA:9??3<
3、3==9?9，94=7H;4>??@3#%9E>A?<9:36;45:94F3B9>=;7?GJ<9:?>:9B3EH3<>C34?A=3C;4A?<9?3=?@9?A9?>A6>3=<3A7B?AK3<39:L7><3=FD7A>45?@3C3?@;=，K@>:@@9AF3349HHB>3=>4B9A3<>4?3BB>534?C94769:?7<>45ADA?3CG<#:=&*’3<;F;?:;4?<;BB>45；B9A345；#%9E>A<;F;?；?<9:35343<9?>;4；+,-.*引言具有框架式机器人结构的集
4、成化智能激光加工和柔性制造系统是在光机电一体化、框架式机器人和+,-.的概念下由中国科学院力学所提出并实现的［*，"］。在机器人的腕部（图*），工具夹持末端装载图*五轴机器人腕部姿态激光加工装置，内置式光学变换器将高斯激光转换U>5G*.?<7:?7<3;6?@3H<;:3AA>45V;>4?成强度均匀分布的二维点阵（图"）［*，’］。基于该系统，冲压模具表面强化过程首先由测量获取模具的该系统加工时加工激光束的方向垂直于工件表面面型数据，再根据面型数据现场规划加工轨迹数据，（法线方向），使激光矩形点阵的焦平面与工件表面然后驱动加工系统，并配合激光控制系统和加工工重合，并输出
5、激光脉冲（一个或多个），然后快速移动艺数据库，最终完成对模具表面的激光强化处理。到下一点。重复上一过程，即可在工件表面形成由收稿日期："!!"%!"%!#；收到修改稿日期："!!"%!(%!*基金项目："!!!M"!!’年中国科学院知识创新工程重大项目（N0+O*%**）和中国科学院大型仪器设备研制项目（中科院计字［*PP&］第*)&号，中科院成鉴字［*PPP］第!*&号）资助项目。作者简介：涂孟夫（*P&)—），男，*PPP年毕业于北京大学，现为中国科学院力学研究所硕士研究生，主要从事激光加工技术及+1QR+1-方面研究。S%C9>B：?7C34567TA>49G:;CA
6、E@定义!：对平面上（或空间上）的离散数据点进行域分割后，将具有公共域边界的离散点对相连形成的三角剖分（=’>(1-(?三角剖分）。［@］!%!%3三角&’,-0+’#-9&:;#’（,&9&）曲面)次三角&9&曲面表达式图!激光表面处理的光斑形状))/."#$%!&’()*(++’,-./01,/(2’+,’(+)’-+)（*，+，,）（3）’（*，+，,）-!!1.，0，23.，0，2.-<0-<)（*，+，,）-)！.02（!）矩形处理块紧密拼接成的强化区域（图!）。强化区3.，0，2*+,.！0！2！域的重叠或间隔都对加工效果产生影响，所以加工<"*，+，,"3，.
7、4042-)（A）过程中对轨迹数据的要求非常严格。作为一种非接式中1为控制顶点（图A），3)（*，+，,）为.，0，2.，0，2触式的智能加工系统，其加工平台有着与传统的接&’,-0+’#-多项式，*，+，,为三角域中的重心坐标，对触式加工系统完全不同的加工轨迹要求。于三角形&56内一点’（图8），有’-*&4+54,6，*4+4,-3（8）!算法基本思路及数学原理三角形的重心坐标与面积坐标是一致的，即有(,’（(756）(,’（(76&）!%"基本思路*-，+-，(,’（(&56）(,’（(&56）在智能激光加工
