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申请/专利权人：绍兴市上虞区武汉理工大学高等研究院;武汉理工大学

摘要：本发明提供了一种基于机器人铣削加工的回转型加工台冗余优化方法包括以下步骤：建立工业机器人笛卡尔空间的柔度模型；基于机器人的柔度表征模型的基础上完成机器人综合刚度指标的建立，并以此评价指标来对初始加工位置进行姿态优化；根据选定的机器人加工方向，利用回转型加工台配合机器人完成旋转加工运动。本发明改善了固定加工台单向加工造成轮廓误差比较大、有明显的接刀痕迹等问题，通过对回转型加工台单自由度的冗余优化，实现复杂加工任务的机器人作业姿态的综合刚度性能优化与加工效率的提升，为机器人铣削表面质量与精度的提升提供了技术支撑。

主权项：1.一种基于机器人铣削加工的回转型加工台冗余优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：建立工业机器人笛卡尔空间的柔度模型；步骤2：根据加工任务类型确定多轴机器人初始加工的特征点位，通过工业机器人加工系统绕刀具轴向旋转的冗余自由度，以绕刀轴冗余角值为优化指标，使得力线夹角最小且整体刚度系数达到最大为优化目标完成初始加工点位的姿态优化；步骤3：根据工业机器人在不同场景加工的刀纹判断刀倾方向和最优进给方向，根据工业机器人加工工件的路径方向，调整加工台的旋转方向来配合工业机器人；所述工业机器人基于作业任务内容确定工业机器人加工工件的路径方向后，调整加工台的旋转方向来配合工业机器人，并对机器人主轴进行旋转量补偿，回转型加工台配合机器人运动的姿态优化具体包括以下步骤：在整个机器人加工系统中，建立回转加工台坐标系、电主轴坐标系以及机器人基座标系，机器人底座面和加工台平面与地面保持水平；加工台坐标系下加工点位坐标是一个矢量，描述电主轴坐标系原点相对于加工台坐标系下的位置，描述电主轴坐标系轴的方向；针对平面铣削加工，所有刀位点均取；对机器人初始刀位点进行姿态优化，初始姿态刚度优化后冗余角为值，通过实际加工实验零件表面的刀纹判断，机器人最好的进给方向是加工台初始坐标系的轴；将作业加工路径向轴映射，形成一条长度为的直线，将这条直线用个点（,……）均分为等份，根据综合刚度性能指标系数对这个点进行姿态优化；在加工时，当瞬时加工点在轴的映射点位于（，）范围内时，在点优化后的姿态冗余度可作为当前姿态的最优冗余度，即： （，） 是瞬时加工点刚度最优的冗余自由度；机器人作业任务是加工具有复杂轮廓的平面，机器人以刚度综合性能最好的姿态抵达初始刀位点，配合加工台进行铣削加工；机器人的电主轴沿加工台初始坐标系的轴移动，回转工作台绕轴进行逆时针旋转来配合机器人进行加工；机器人电主轴坐标系c垂直映射在工作台坐标系a中的平面上，坐标系b为坐标系c映射在加工面的新坐标系，A点为此时坐标系b的原点在坐标系a中的表示，直线与其在A点的切线之间的夹角为β；沿坐标系b的作延长线，该延长线与之间的夹角为，与之间的关系如公式所示： 为电主轴在冗余角值的基础上继续调整的旋转量，增加旋转量后可保证机器人铣削加工的最优进给方向始终不变，此时冗余角度为： 是瞬时加工点进给方向同向时的冗余自由度；由于刚度最优冗余度与进给同向冗余度存在数值偏差，为保证机器人加工表面质量，对机器人瞬时加工点冗余自由度进行选择： 为允许偏离最优进给方向的角度值；是权重系数，用于平衡铣削刚度与铣削进给同向性的大小；步骤4：机器人完成加工任务后，回转型加工台配合机器人移动到下一个加工点位。

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