一种基于静刚度模型的混联机器人铣削加工误差补偿方法技术

本发明专利技术公开一种基于静刚度模型的混联机器人铣削加工误差补偿方法，包括以下步骤：步骤一、基于矩阵结构法和虚拟关节法建立混联机器人的静刚度模型，得出混联机器人末端笛卡尔刚度矩阵表达式；步骤二、建立加工件对应材料的切削力预测模型，其中包括主轴转速、每齿进给量和轴向切深参数；步骤三、根据切削力预测模型和静刚度模型预测混联机器人铣削加工的弹性变形量，利用镜像迭代补偿法修改刀位点位置进行补偿；步骤四、通过补偿验证实验证明补偿方法有效性。本发明专利技术可实现加工误差补偿，提升补偿精度。升补偿精度。升补偿精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于静刚度模型的混联机器人铣削加工误差补偿方法


[0001]本专利技术属于混联机器人铣削加工
，尤其涉及一种基于静刚度模型的混联机器人铣削加工误差补偿方法

技术介绍

[0002]混联机器人是一种新型的工业机器人。目前大多混联机器人是在并联机构的基础上加串联模块来实现的。混联机器人结合了串联机器人工作空间大和并联机器人刚度大、承载能力强的优点，定位精度高，动态响应好，在航空制造业中的应用越来越广泛。在铣削加工过程中，机器人受到切削力的作用极易发生弹性变形，严重影响了零件的加工精度，如何保证加工精度的要求，是混联机器人加工落地亟待解决的重要问题。
[0003]影响工业机器人加工精度的主要因素为铣削加工过程中机器人因末端受力而产生的弹性变形，因此，国内外学者对工业机器人的刚度进行了大量分析和研究。静刚度分析方法主要有结构矩阵法和有限元法，有限元法需要建模和网格划分等工作，操作过程复杂，且时间周期长。结构矩阵法操作简单，且精度可以保证。
[0004]相较于数控机床，混联机器人刚度较小，并且刚度随位姿不断变化，难以保证加工精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于静刚度模型的混联机器人铣削加工误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、基于矩阵结构法和虚拟关节法建立混联机器人的静刚度模型，得出混联机器人末端笛卡尔刚度矩阵表达式；步骤二、建立加工件对应材料的切削力预测模型，其中包括主轴转速、每齿进给量和轴向切深参数；步骤三、根据切削力预测模型和静刚度模型预测混联机器人铣削加工的弹性变形量，利用镜像迭代补偿法修改刀位点位置进行补偿；步骤四、通过补偿验证实验证明补偿方法有效性。2.如权利要求1所述的混联机器人静刚度的铣削加工误差补偿方法，其特征在于，步骤一中基于结构矩阵法和虚拟关节法建立了混联机器人的静刚度模型时，分别建立支链连体坐标系、动平台连体坐标系和惯性坐标系；将各个支链简化为具有规则截面的空间梁，并对支链体进行网格划分，建立支链的静力平衡方程；将各个关节看成等效刚度弹簧，通过有限元方法计算六维刚度值；建立动平台的静力平衡方程，最后联立各个支链和动平台的静力平衡方程，引入动平台的变形协调条件，推导公式最终得出混联机器人末端笛卡尔刚度矩阵。3.如权利要求1所述的混联机器人静刚度的铣削加工误差补偿方法，其特征在于，步骤二中基于切削力经验公式通过多因素正交实验辨识材料系数C、修正系数K、轴向切深a
p
的指数x、进给量f的指数y和主轴转速n的指数z，建立混联机器人对应材料和切削参数的切削力预测模型，下式为切削力经验公式：F＝C
·
a
px
·
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马立新，秦旭达，万淑敏，李皓，李士鹏，赵庆，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：