抛光是机械加工中处理工件表面的重要工艺,为保证高效率与稳定的质量,自动化抛光的技术研究显得尤为关键。与铣削过程不同的是,抛光去除量小,影响因素多而复杂。抛光表面质量主要受到抛光力、进给速度、转速、表面曲率的影响。目前的自动化机械抛光主要研究各个因素与材料去除量的关系,以及抛光轨迹的规划。然而,这两方面的研究之间联系并不紧密,材料去除模型的研究采用的压强分布理论局限性大,抛光轨迹的规划则侧重于轨迹形式,对于轨迹参数缺乏合理控制。针对上述抛光研究存在的问题,本文结合力学仿真软件对柔性抛光盘的接触状态进行分析,建立不同类型表面的材料去除模型,并利用ABF++算法在曲面上生成具备多方向性的三维摆线抛光轨迹,以保证抛光材料的均匀去除确定轨迹参数,实现抛光工艺优化控制。本文主要包括以下内容:(1)建立采用柔性盘抛光的材料去除深度模型。在仿真软件Abaqus中建立柔性盘与平面和不同曲率曲面的接触模型,分析接触状态并构建抛光力与工况参数的关系模型,得到接触区域的压强分布规律,并基于Preston方程建立多种类型表面的抛光材料去除深度模型。(2)基于ABF++算法生成具备多方向性的三维摆线抛光轨迹,并对其进行参数优化。采用ABF++轨迹生成技术,在展平的网格曲面上生成二维摆线轨迹形式,并将离散的轨迹点逆映射回三维曲面得到三维摆线轨迹。结合材料去除深度模型确定摆线轨迹的步距和半径,并对单道摆线轨迹进行材料去除的仿真分析。(3)对材料去除模型和多方向性轨迹工艺效果进行机器人抛光实验验证。在平面和球凸面工件上采用直线轨迹和圆弧轨迹进行抛光,获取材料去除轮廓以验证去除模型。在凸曲面上采用摆线轨迹进行抛光,对比分析多方向轨迹工艺优化的效果,证实本文研究的自动化抛光技术具备的优势。