机器人行星抛光装置的性能研究及优化

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1、天津大学硕士学位论文机器人行星抛光装置的性能研究及优化ThePerformanceStudyandOptimizationofRoboticPlanetaryPolishingMechanism学科专业：机械工程作者姓名：贾云凤指导教师：洪鹰副教授天津大学机械工程学院二零一五年十二月中文摘要随着经济的发展，对非球面光学元件，尤其是大口径高精度光学元件的需求量越来越大。计算机控制光学表面成形技术(CCOS)是精密光学元件的主要加工方法。机器人数控抛光系统成本低、能耗小，对于尺寸较大和搬运不便的光学元件更能突出其优势。机器人行星抛光装置是安装在机器人末端用于抛光的装置，机器人抛光的精

2、度和效率在很大程度上取决于机器人行星抛光装置。去除函数是抛光装置最重要的参数，研究和优化机器人行星抛光装置的去除函数可以提高抛光精度。推导机器人行星抛光装置所用的去除函数，讨论其去除特性；采用趋近因子法对去除函数进行优化，获得最优化去除函数的参数组合；推导主要的几种驻留时间计算方法并对驻留时间算法的优缺点进行讨论；采用脉冲迭代法计算驻留时间，得到了不同面形的残余误差。抛光装置在运动过程中由于动不平衡会对抛光机器人产生扭矩，对抛光机器人带来振动冲击；为降低抛光装置由于动不平衡对抛光机器人的影响，对抛光装置进行理论分析，分析其运动特性和动力学特性。通过Adams软件建模仿真和搭建实验

3、平台，验证理论分析的正确性。对抛光装置进行优化设计，降低不平衡力。研究并推导环形抛光盘在平转动运动方式的去除函数，研究其去除函数特性，环形抛光盘去除函数具有很好的类高斯性质，中心去除量更加集中，更加趋近脉冲函数的特性；优化得到其去除函数的最佳参数组合。关键词：CCOS技术；抛光装置；性能研究；优化；环形抛光盘IAbstractWiththedevelopmentoftheeconomics,theneedofasphericopticalelements,especiallythoseinlargesizeandwithhighprecisionisincreasing.Thet

4、echnologyofcomputercontrolledopticalsurfacing(CCOS)isthemainmethodtogetthesophisticatedopticalelements.Theroboticnumericalcontrolpolishingsystemhaslowcostandlowconsumption.Itsadvantageissoconspicuousforlargeandinconvenienttransportationopticalcomponents.Thepolishingmechanismisapolishingdevice

5、installedattheendoftherobot.Polishingefficiencyandprecisionofopticalelementsaredependentonpolishingmechanism.Removalfunctionisthemostimportantparameter.Studyingandoptimizingitsremovalfunctioncanimprovethepolishingprecision.Theremovalfunctionofroboticplanetarypolishingmechanismwasinvestigateda

6、nddeducedanditsperformancecurveofremovalfunctionisdiscussed.Also,thetendingfactorisusedtooptimizetheremovalfunction.Themainmethodofdwellingtimecalculationandtheircomparativeadvantagesisdeduced.Atlast,usingpulseiterationtocalculatethedwellingtimeandgettheresidualerror.Therewillproduceunbalance

7、swhenpolishingmechanismisoperatingandthepolishingrobotwillproduceatorque.Theoreticalanalysisofroboticplanetarypolishingmechanismincludingmotioncharacteristicsanddynamiccharacteristicsisdeducedforreducingtheunbalances.Theaccuracyoftheoreticala