打磨抛光是提高工件表面质量的一道重要工序,目前市场上仍以传统的手工打磨为主,但手工打磨效率低,且操作具有一定危害性。本文结合机器人技术与传统磨抛工艺,设计了机器人力位混合控制恒力磨抛系统,并针对其控制策略、轨迹规划、工艺参数等关键技术进行了研究。首先良好的控制模型是获得高稳定性、高精度磨抛系统的关键。文中通过推导分析磨削力,获得了适用于机器人砂纸磨抛的磨削力公式;同时,基于气动动力建立了伺服阀的压力流量方程,以及机器人末端柔顺执行器的力平衡方程,最终建立了机器人磨抛过程数学模型。为提高系统性能,采用了基于模糊PID的压力控制与机器人末端柔顺执行器位移控制相结合的并行混合控制策略。文中仿真验证了模糊PID力控的有效性。其次磨抛轨迹和加工位姿直接影响加工精度。为使机器人磨抛系统能够适用于复杂曲面加工环境,文中对曲面的磨抛轨迹基于NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)曲线利用等弦高误差法进行了规划,并采用外部动态TCP(Tool Center Point)规划机器人位姿来保证机器人曲面磨抛过程中的垂直度。文中采用离线仿真软件验证了轨迹规划算法的合理性。最后本文构建了FANUC机器人恒力磨抛平台,进行平面及曲面力、位混合控制实验。考虑到磨抛中进给速度大小、砂纸粒度、磨抛力等参数直接影响磨抛精度,设计了单参数变化实验,研究了各参数对磨抛质量的影响规律,并在此基础上选定合适的参数验证平面和曲面恒力磨抛过程中采用力、位混合控制算法的可行性。实验表明,采用机器人力位混合控制方式进行磨抛,极大地提升了磨抛表面整体质量的一致性,提高了磨抛精度。