抛光是一个复杂的过程,影响抛光质量的工艺因素众多且错综复杂,如何控制各工艺参数实现工件表面材料快速均匀的去除,提高工件表面质量,是自动化机械抛光系统急需解决的关键问题。目前的自动机械抛光主要采用恒进给速度以恒定的抛光行距进行抛光。恒定的进给速度容易导致曲面不同抛光点处的材料去除深度过大或不足,从而造成工件表面材料去除不均匀;恒定的抛光行距,则会造成过度的重叠抛光和未抛光的现象,影响表面质量。针对这些问题,本文以抛光材料去除机理为基础,进行曲面零件的抛光工艺及轨迹规划研究。首先,以Preston方程及赫兹接触为基础,利用试验与仿真相结合的方法,验证了曲面零件材料去除轮廓及抛光接触点的材料去除深度和抛光工艺参数之间的关系模型,为自动机械抛光系统的工艺规划提供了关键技术基础。其次,基于曲面零件的表面粗糙度模型,以正交试验为基础,利用回归分析的方法研究了抛光工件表面粗糙度与法向抛光力、抛光工具线速度、进给速度和等效曲率半径之间的关系;基于遗传算法得出初始抛光点获得最好的表面粗糙度的抛光工艺参数。然后,提出了面向曲面抛光材料均匀去除的速度自适应模型。在保证每个抛光接触点的材料去除深度相同的情况下,建立了进给速度随等效曲率半径变化而变化的自适应模型。通过对比试验验证了模型的有效性。基于速度自适应模型,进一步研究了抛光时单条抛光轨迹形成的带宽变化规律,为抛光轨迹的规划奠定了基础。最后,设计了基于覆盖区域图的曲面抛光轨迹规划算法。为保证整个工件曲面抛光材料的均匀去除,基于材料去除轮廓模型对平面和曲面的抛光行距进行了分析,并通过试验探讨了抛光行距对曲面粗糙度的影响。在此基础上,为避免抛光过程中的过度重叠抛光和未抛光现象,基于覆盖区域图对曲面自动抛光轨迹进行了规划,并进行了仿真试验,验证了轨迹规划算法的可行性。