機器人cnc精密加工裝備研究

機器人具有大的工作空間、多軸靈活性和軸擴展能力，適用於復雜工件磨削、鑄造和壓鑄件去毛刺、大型雕塑加工等。但與CNC精密加工裝備相比，機器人加工裝備具有本體幾何參數誤差、加工裝備誤差以及示教編程效率低等問題，導致加工精度低、操控困難。

當機器人採用軟件編程時，涉及到控制模型與實際機器人的幾何模型不一致問題，導致軌跡誤差的產生。其解決方法是對機器人幾何參數進行標定，並利用標定後的幾何參數建立實際機器人運動學方程，實現機器人控制模型與實際幾何模型的一致，減小軌跡誤差。現有標定方法是利用機器人末端軌跡誤差求解幾何參數，其求解過程複雜，求解精度與取點位置相關，並且無法實現幾何參數與零位誤差的解耦標定，標定後的幾何參數中耦合了零位誤差。當CAM軟件空間與機器人加工空間沒有配準時，形成CAM軟件空間中的軌跡映射到機器人加工空間中的誤差。兩個空間的配準方法為：①建立加工空間中各單元之間轉換矩陣的理論模型；②利用測量儀器測量各個單元上的特徵點，並利用優化算法提高特徵點的測量精度；③利用測量的特徵點計算各個單元之間轉換矩陣中的元素；④利用計算的轉換矩陣調整CAM軟件空間中對應單元的CAD模型位姿。更好的配準方法是利用標定後的機器人作為測量工具測量特徵點，避免坐標建立和坐標點轉換的誤差。

機器人加工採用CAM軟件產生刀軌跡，然後依據機器人運動學模型進行後置處理，將刀軌跡轉換成機器人軌跡。為提高軌跡精度，需要利用機器人本體幾何參數標定後建立的運動學方程、零位誤差以及配準參數，對刀軌跡進行轉換。