一种浮动打磨头结构设计与运动仿真研究

赵 媛，曹平国，马婷婷，刘 海,3，宋全军

(1.中国科学院合肥物质科学研究院，安徽 合肥，230031； 2.中国科学技术大学，安徽 合肥 230026；3.国家林业和草原局华东林业调查规划设计院，浙江 杭州 340019)

0 引 言

传统打磨企业大多采用人工打磨的方式，技术手段简陋、加工精度不能很好地得到保障；工作环境恶劣、污染环境。

日本东京理科大学提出了一种学习型打磨机器人系统，用于PET瓶模具打磨，但是不能快速适应小批量铸件；新加坡制造技术研究院开发了一种用于 3D 轮廓打磨和抛光的自适应机器人系统，但是控制方案复杂，需要的设备较多，成本太大，不能适应于工业自动化生产；浙江大学的章健提出切削法向力恒定控制策略，但是不是封闭的机器人控制系统，普遍性不强[1]。综上所述，目前针对打磨设备的研究多集中于中小型铸件，多采用学习型或按轨迹进行打磨，大型铸件存在调平等问题，因此不适用于大型铸件的打磨。

大型平面铸件多用于采矿等场合，对其表面的精度要求不是很高，打磨主要打磨平面及其表面因铸造带来的浇冒口、凸起、砂眼及夹砂、披缝或毛刺等特征。针对上述情况，拟设计一款适合的浮动打磨头解决大型平板铸件打磨过程中的调平问题，可提高装置的适应性，对大型铸件打磨企业改变现有人工打磨方式、进行自动化改造有指导意义。

1 机构设计与分析

1.1 打磨头总体方案设计

针对大型平板类铸件存在调平困难的情况，设计一款打磨头，受三自由度并联平台刚度与强度优异性能的启发，采用三自由度并联平台形式自适应一定角度倾斜范围内的平面及一定倾斜角度的斜面打磨。……