机器人铣削加工的刀尖动态分析与稳定性预测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人铣削加工的刀尖动态分析与稳定性预测方法及系统，方法包括：根据模态实验得到一定数量实验位置的刀尖频响函数与对应的关节角；选取基准位姿的刀尖频响函数，采用频响函数拟合的方法得到基准位姿的刀尖模态参数；使用基准频响函数线性表示实验位置的频响函数和目标位姿频响函数；采用实验位置的频响函数线性表示目标位姿频响函数，根据最小二乘法求解线性表示得到的第一加权系数矩阵；根据基准位姿的刀尖模态参数、模态参数叠加模型和第一加权系数矩阵，确定目标位姿刀尖模态参数；根据目标位姿刀尖模态参数求解，得到对应的稳定性叶瓣图。本发明专利技术能够实现任意姿态下的刀尖频响预测，实现机器人铣削加工稳定性预测。工稳定性预测。工稳定性预测。

【技术实现步骤摘要】
机器人铣削加工的刀尖动态分析与稳定性预测方法及系统


[0001]本专利技术属于机器人铣削加工
，更具体地，涉及机器人铣削加工的刀尖动态分析与稳定性预测方法及系统。

技术介绍

[0002]器人铣削作业为近年来工业机器人应用研究的热点之一，由于其加工范围广、灵活性高，其在大型复杂构件的加工中应用较多。但是，由于工业机器人自身刚性较弱的特点，在铣削过程中受切削力等外力作用下发生颤振，影响表面加工质量，并加剧刀具的磨损。
[0003]为了解决上述问题，专利文献CN112380726A公开了一种基于模态耦合颤振的机器人铣削临界稳定切深预测方法，以定量的预测机器人在铣削加工过程中整个路径上的临界稳定切深，从而指导机器人改变加工路径或改变轴向切深等加工工艺参数，使机器人避免发生模态耦合颤振。另外，专利文献CN112069664A公开了一种机器人铣削颤振预测与主模态分析方法，在模态空间质量归一化转换得到动力学模型，依据动力学模型计算模态因子来判定某一工况下的铣削颤振稳定性。
[0004]但专利文献CN112380726A和专利文献CN11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人铣削加工的刀尖动态分析与稳定性预测方法，其特征在于，包括：根据模态实验得到一定数量实验位置的刀尖频响函数与对应的关节角；选取实验位置的刀尖频响函数作为基准位姿的刀尖频响函数，采用频响函数拟合的方法得到基准位姿的刀尖模态参数；使用基准频响函数线性表示实验位置的频响函数和目标位姿频响函数；采用实验位置的频响函数线性表示目标位姿频响函数，根据最小二乘法求解线性表示得到的第一加权系数矩阵；根据基准位姿的刀尖模态参数、模态参数叠加模型和第一加权系数矩阵，确定目标位姿刀尖模态参数；根据目标位姿刀尖模态参数，进行稳定性求解，得到对应的稳定性叶瓣图。2.根据权利要求1所述的一种机器人铣削加工的刀尖动态分析与稳定性预测方法，其特征在于，所述模态实验为：获取在单一位姿下，对刀尖施加多组不同频率的激励时刀尖的响应幅度，并进行数据拟合，得到当前实验位置的频响函数。3.根据权利要求1所述的一种机器人铣削加工的刀尖动态分析与稳定性预测方法，其特征在于，所述根据模态实验得到一定数量实验位置的刀尖频响函数与对应的关节角中，实验位置的数量满足：m≥2
n
其中，n为机器人关节数，m为实验位置组数。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种机器人铣削加工的刀尖动态分析与稳定性预测方法，其特征在于，采用基准位置频响函数线性表示实验位置的频响函数和目标位姿频响函数，包括：采用基准位置频响函数线性表示实验位置的频响函数：采用基准位置频响函数线性表示实验位置的频响函数：采用基准位置频响函数线性表示实验位置的频响函数：其中，为实验位置的频响函数所构成的列向量，
A
H
r
为2
n
个基准频响函数构成的列向量，R为第二加权系数矩阵，k
i，j
＝(q
i，j
)mod2，λ为第λ个实验位姿，θ
λ，i
为第λ个实验位姿的第i个关节角，n为机器人关节数，即n轴机器人；采用基准位置频响函数线性表示目标位姿频响函数：
其中，为关节角为(ψ1，
…
，ψ
n
)下的频响函数，D
T
即为D，即加权系数向量。5.根据权利要求4所述的一种机器人铣削加工的刀尖动态分析与稳定性预测方法，其特征在于，所述采用实验位置的频响函数线性表...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶松涛，严思杰，李睿，李文韬，闫喜强，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所无锡中车时代智能装备研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：