机械零件经过铸造、模锻或切削加工后,将形成各类毛刺,危害零件的质量、使用寿命和使用安全。随着制造业高精度化发展,产品的加工精度要求越来越高,去毛刺工艺逐渐被重视。发展至今,去毛刺的技术和工艺非常丰富,目前主要有机械去刺、磨料去刺、电化学去刺、热能去刺和喷射去刺等方法,而去毛刺方法的选择需要综合考虑零件的特性、毛刺大小、加工成本和加工效率等因素。本文的研究对象为摆线液压马达铸造式壳体,其外轮廓表面在切削加工后都留有毛刺,并且对于具有非圆轮廓等复杂特征的摆线液压马达壳体,目前其法兰面和油口面的去毛刺工艺仍采用传统的人工去毛刺方法,效率低、质量不稳定且不符合自动化生产的趋势,急需改进其去毛刺加工工艺。本文基于摆线液压马达壳体的特性,设计了一款基于力补偿控制的非圆零件去毛刺机器人。具体设计了完整的去毛刺机器人的机械结构,对系统进行了建模仿真,从理论上验证了系统力补偿控制策略的正确性,并探讨、改进了系统的控制策略。自主完成了去毛刺机器人控制系统硬件和软件的设计与制作,搭建了非圆零件去毛刺机器人的样机,开展了摆线液压马达壳体的去毛刺实验研究。本文的主要研究工作如下:首先,针对摆线液压马达壳体的结构特性,分析去毛刺设备的设计要求,提出了一种针对非圆零件的新型去毛刺机器人设计方案,并阐述了机器人的工作原理。其次,完成了非圆零件去毛刺机器人的机械结构设计。对机器人的四大运动机构——旋转轴、Y轴、X轴、补偿轴进行了详细的机械结构设计以及元件选型,并在Pro/E软件中完成三维建模。接着,进行了补偿轴子系统的建模与仿真。分别在AMESim软件和Matlab/Simulink软件中建立了补偿轴子系统的物理模型和控制仿真模型,通过联合仿真分析了补偿轴的控制特性。然后,展开了非圆零件去毛刺机器人的力补偿控制策略的分析与探讨。将轨迹跟踪误差导入补偿轴,联合补偿轴、X轴、Y轴,进行三轴的综合仿真分析,进一步结合去毛刺机器人的实际工况,分析了采用普通PID控制的力补偿控制策略所面临的问题,并对系统控制策略进行了相关的探讨与改进。最后,根据所设计的非圆零件去毛刺机器人搭建了实物样机,包括机械系统的硬件搭建以及控制系统的自主设计与制作,分别完成了PLC主控程序和触摸屏人机交互程序,开展了补偿轴的单轴闭环控制实验以及摆线液压马达壳体的去毛刺加工实验。实验结果表明,所设计的非圆零件去毛刺机器人以及提出的力补偿控制策略是可行且有效的,可以满足摆线液压马达壳体这类非圆零件的连续、均匀去毛刺的要求。