两个世纪以来,各种的电子产品得到了迅速发展,极大方便了人们的生活。近年来,我国的电子产品在全国外贸的进出口份额中占比很大,国内的消费电子市场也在不断扩展。电子产品产量大、更新换代迅速等特点对生产厂家提出了很高的要求。由于产品外壳质量直接影响产品的外观和触感,因此产品外壳的制造是生产厂家跟上市场潮流的关键环节。当前各厂商多使用金属薄壳作为电子产品的外壳,生产厂家将加工成型后的金属薄壳经过抛光打磨等表面处理后,再经过阳极氧化、喷砂等工艺处理即可得到大批量的合格产品。在上述处理过程中,只有抛光打磨处理对手工的依赖很大。手工磨抛会产生大量金属粉尘,严重恶化车间的生产环境,危害车间工人的身体健康,不利于安全生产。此外,手工磨抛的质量受工人经验影响极大,生产效率也较为低下,不利于大规模生产。针对上述问题,本文为一款指定的电子产品外壳开发了一套自动化五轴磨抛设备,设计了专门的自动夹持模块和磨抛工具系统,能够实现对产品的自动装夹和对磨抛压力大小的精确控制,有效提升加工效率和质量,满足加工要求。本文的主要研究内容包括:(1)根据加工产品的特点提出了磨抛加工的工艺要求,通过比较各类磨抛加工方法的优劣,选择了气动磨头和砂纸作为磨抛工具,提出了设备的整体结构方案,确定了整机的结构形式、自由度和磨抛工作方式,对各轴的驱动部件进行了选型计算与校核,对自动夹持模块和磨抛工具系统进行了结构设计,并对磨抛设备的关键部位进行了静力学仿真分析和振动模态分析,验证了结构设计的合理性。(2)通过对磨抛运动控制要求的分析,给出了加工控制方案,为设备设计了一套电气控制系统,对其进行了选型与构建。根据设备的运动链建立了设备的运动学模型,对加工过程进行了轨迹规划,通过运动学逆解求出各轴运动量,在此基础上给出了编制完整数控程序代码的后续处理方案。(3)对本设备的磨抛压力控制系统进行了硬件选型,介绍了气动伺服磨抛压力控制系统的原理,建立了相应的数学模型,判断了该系统的稳定性。采用PID控制方法作为磨抛压力的控制策略,整定了PID参数并给出了本系统PID参数的最佳组合。(4)对影响磨抛加工质量的因素进行了分析,通过一系列单因素实验探索了各影响因素对磨抛效果的影响。通过设计一组正交试验,了解了影响磨抛后工件表面粗糙度的主要因素,确定了一组最佳工艺参数,并进行了验证实验。实验表明磨抛后的样件能够满足本项目的要求。