机器人复杂产品加工中的不同加工策略研究与实验

王俊，李扬斌，庄鹏程，肖明，席文明

厦门大学航空航天学院

1 引言

机器人具有大的作业空间、多轴灵活性和轴扩展能力，广泛应用于大型、复杂产品的加工中，特别是CNC装备无法加工或者加工成本高的产品[1，2]。复杂产品由不同类型的形体组合而成，可以分为近似回转体类型和非回转体类型。针对这两种类型需要采用不同的加工策略，即近似回转体类型采用回转加工方法，而非回转体类型采用多侧加工方法[3，4]。

回转加工是指机器人的运动被分解为两个部分，第一部分为机器人沿刀轴的运动与进给运动，第二部分为机器人绕待加工产品的圆周运动。为了避免机器人的圆周运动与待加工产品的干涉，实现大尺寸产品加工，机器人的圆周运动由转台的回转运动代替。为了实现机器人运动与转台回转运动在轨迹点处的配准，转台需要能够协调跟踪机器人的运动。而多侧加工是指待加工产品毛胚的转台固定不动，机器人从不同侧对产品进行加工。

机器人工作模式为在笛卡尔空间获得轨迹点，通过逆运动学计算，将笛卡尔空间轨迹点转换成机器人的关节角，并在伺服空间对关节角进行插补。为了提高转台跟踪机器人运动的精度，需要获取机器人关节角插补点作为匹配点[5]。然而，机器人屏蔽了伺服空间中的关节角插补，给转台的控制带来困难。实际上，机器人具有两个空间(即获得轨迹点的笛卡尔空间与实现伺服控制的关节空间)，两个空间的映射模型为机器人逆运动学。……