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模具是社会经济发展中的基础设备,在机械制造、化工、电子电工等行业中都是必不可少的工具。模具的设计制造水平已经成为衡量一个国家工业发展水平的重要标志。在模具加工中,抛光作为精加工的最后一道工序,主要目的是降低工件表面的粗糙度。多自由度抛光系统的发展,极大的提高的模具抛光的工作效率,但是长期以来,一直困惑多自由度抛光计算机系统取得实质性效果上的突破的关键问题之一就是抛光工具在加工过程中的位置姿态控制和抛光作用力的控制。为解决这个问题,本文通过对抛光去除模型中关键参数的研究,并结合实验数据分析,得到柔性抛光过程中的理想姿态控制参数和理想线速度,建立了无干涉抛光过程数学模型。在此基础上,提出一种抛光工具的姿态控制算法,以保证抛光过程中,自由曲面工件各接触点处的抛光参数相同,并以工业机器人Motoman-HP20为对象,实现了理想的抛光头姿态控制。本文的主要工作和成果如下:1、在对Preston方程进行深入研究的基础上,建立了自由曲面抛光模型,得出了在本实验下的理论去除函数数学模型。并进行一系列的姿态控制参数实验研究,得到理想的控制参数。2、以工业机器人Motoman-HP20为对象,实现了理想姿态控制的算法。以Pro/E预设的数控加工刀具轨迹生成算法,采用往返行切走刀模式(Zig-Zag)得到路径行走轨迹的规划;提出了抛光路径等距规划算法解决数控等参数线法轨迹过密,影响抛光效率的问题;针对自由曲面工件曲率半径过小,产生瓶颈干涉,提出了理想线速度控制法避免轨迹规划干涉。3、对Motoman-HP20进行杆件参数的分析,通过运用MATLAB的GUIDE模块建立运动学仿真控制程序,进行理想姿态控制,验证了文中提出的轨迹规划和运动学算法的正确性和可行性。本文对抛光工具在加工过程中的位置姿态控制和抛光作用力的控制进行了具体的研究,值得积极探索和拓展。同时开发具有姿态控制的多自由度柔性抛光系统能对工业的发展起到积极的促进作用。