Page 234 - 零件加工技术与智能化发展

Part Machining Technology and Intelligent Development
零件加工技术与智能化发展

和接触环境之间的动态模型，且需要获得精确的接触力大小；力 / 位混合控制是
机器人以独立的形式同时控制力和位置，在待打磨表面的法向使用力控制，在没
有位置约束的切向方向使用位置控制，力 / 位控制运算量较大，且稳定性较差。

为了克服传统的阻抗控制和力 / 位控制存在的问题，Robert J ANDERSON 将
两种经典的控制方法结合起来，提出了一种混合阻抗控制的方法，取得了较好的
控制效果；日本的 Ken ADACHI 通过实验解决了基于力、位控制的打磨机器人
从末端执行器接触工件到控制系统给出打磨力的这一响应过程中存在时间误差的

问题，总结了提高直接影响打磨精度的瞬态响应的方法；中国科学院研究生院的
张庆伟等研究了基于速度伺服的力 / 位混合控制策略，给出了打磨机器人系统组
成，对采集的力信号进行了滤波、重力补偿及传感器标定等处理，消除了外界对

力测量的干扰；杨林等人建立一种主被动柔顺控制研抛模型，提出了基于工具负
载的重力补偿算法和基于阻抗内环的力外环控制策略，消除研抛时的重力干扰和
实现了对研抛力的无静差跟踪，并通过计算期望力与实际力的误差对机器人轨迹
进行修正，实现了机器人相对恒定的力控制效果；SUN 等人采用相对参考校准
以消除加工系统和工件之间的相对误差，并提供了一种机器人系统误差补偿的新

方法，该方法能够使打磨力更均匀，且更加接近于所需的恒定力，实验验证了这
种恒定的力能提高工件整体光洁度。
4. 轨迹规划和路径跟踪

目前用于打磨机器人路径规划的方法有：A* 算法、快速行进法（FMM）、
非线性规划法、进化算法等。SONG 等人通过建立一个可以跟踪工作条件不连续
变化的自适应打磨模型，从而可以根据现场工件测量数据对打磨过程中材料去除
进行精确预测。并提出了一种针对机器人控制参数的在线轨迹生成方法，通过计
算实时优化控制参数，提高了打磨质量；吉林大学研制的用于自由曲面精整加工

的微小型磨抛机器人，该机器人主要由移动平台和打磨头组成，通过安装的红外
传感器以及数字罗盘和 CCD 摄像头，机器人可以沿着被加工曲面自由移动自主
识别分区和改变工艺参数进行磨抛加工；Zhong LUO 提出了一种 S 形加减速路

径规划方法和仿人智能控制策略来提高运动的平滑度和加工精度。仿真结果表明，
该智能控制策略与最优路径规划相结合的方法能有效地减轻结构振动，提高了打
磨机器人系统稳定性和控制精度；张海洋等通过对几种常用的多轴加工轨迹规划
技术的比较，将等弦高误差法和等残留高度法分别作为磨削步长和行距的计算方

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