- 文献综述（或调研报告）：
近年来，随着精密零件加工要求的提高和工业机器人技术的迅速发展，利用机器装置完成高精度打磨代替传统人工打磨成为打磨加工方式的主流趋势。相比人工打磨精度较差、效率低和手工打磨痕迹明显等缺点，机器装置打磨可以实现批量打磨，打磨效率快、打磨质量高，同时能够与其他工业装置相互配合完成零件的流水线加工[1]。设计和制作出高精度和高效率的精密打磨加工装置，一直是各国高校和其他研究所密切关注的问题。
青岛大学的唐遵乐[2]提出一种自动化打磨装置，如图1所示，该装置的打磨方式为砂轮打磨，其打磨装置由砂轮、力传感器和橡胶隔振弹簧组成。一方面，通过安装在力传感器下方的橡胶弹簧自身形变，吸收砂轮在打磨过程中由于打磨层厚度变化而遭收到的冲击，可以达到保护机器人本体的目的，另一方面，在装置正常工作时，砂轮需要一定的正压力，橡胶弹簧可以保持应变以保证磨削吃刀量，完成整个打磨过程。
同济大学的尧辉明[3]等人设计出一种基于多砂轮基准线的波磨打磨机，如图2所示，其打磨装置主要适用于城市地铁曲线钢轨的快速打磨。该装置由行驶在钢轨间的驱动小车拖动，通过安装在固定支架上的多个砂轮的基准线作为打磨加工过程的基准。有别于传统打磨装置的压力反馈控制，波磨打磨机利用打磨基准线的上下平移可以精确控制几何打磨量。这种打磨装置拥有打磨精度和效率较高、成本小、易操作性和个性化定制的优点。
华中科技大学的刘占磊[4]等人制作出一种集成恒力控制装置的机器人末端打磨执行器，其打磨方式属于刷辊组件打磨。如图3所示，该套打磨执行器包括接触力恒力控制组件和吸尘组件两部分：接触力恒力控制组件中的位移传感器和力传感器测量出当前的装置和工件的参考空间位置和实际接触力，经计算后通过闭环控制由位置控制器进行位置修正指令，保证打磨过程的精度：吸尘组件主要负责在吸尘口利用产生的负压和气流将打磨产生的高速运动的粉尘颗粒收集储存，同时在打磨执行器的下方安装防尘毛刷以保证打磨过程产生的粉尘不会扩散到工作环境里。该套装置在实际使用时打磨精度和效率较高，现场基本无粉尘，但由于使用了较复杂的传感器和精密零件，其保养和维护方面对于操作人员的专业性要求较高。
河北省自动化研究所的雷志伟[5]等人制作出一种多工位精密铸件自动打磨装置，该装置的适用对象为生产线中的小型铸件，如图4所示，其打磨方式为磨削刀具打磨。打磨装置主要由压紧装置、铣削装置和移位装置等组成。压紧装置利用气缸和压紧杆协同工作将工件固定，铣削装置中的电机带动磨削刀具完成工件的磨削加工处理，移位装置负责工位转换和刀具的准确定位，通过4个工位的推杆气缸的作用实现多工位的打磨加工。整套装置通过PLC进行控制，在编程后可以实现工件在不同工位完成不同部位的打磨加工，其可调性较高，适用于小型铸件的大量修磨加工。
日本学者 K.Saito[6]等人开发出一种基于图像处理的自动化打磨机器人系统，其加工方式为球头铣刀打磨。如图5，机器人通过安装在机械手末端的图像捕捉设备获取加工零件表面图像，在经计算机分析后进行建模，针对工件的材料和表面加工质量要求选择合适的铣刀和相应的打磨工艺参数磨工艺参数，在打磨加工完成后由图像捕捉设备再次进行表面图像获取并提供给计算机进行工艺评估。该套机器人系统可以实现包括从抛光操作到表面评估的整个抛光过程的自动化，同时拥有适合复杂表面零件打磨和加工效率高的优点。
福冈工业技术中心室内设计研究所的Fusaomi Nagata[7-8]等人提出了一种混合正压力控制器的高精度抛光机器人，其打磨加工方式属于磨削刀具打磨，如图6所示，打磨工具通过一个三自由度力传感器连接到一个六自由度铰接机器人顶端，通过旋转运动获得抛光力。如图7，安装在机器人手臂顶端的研磨工具的形状是球形的。加工过程中研磨工具的方向是固定的，而且其旋转也是锁定的。基于预先计算的初始轨迹向前控制研磨工具的运动，通过实际抛光过程修改轨迹，使得抛光中的总误差变小。
悉尼大学的Robert Muszynski [9]等人设计制作出一种打磨抛光的末端执行器 ，其打磨加工方式属于磨削刀具打磨，如图8所示，执行器安装在轨道上的ASEA IRb-6机器手末端法兰，通过抛光工具控制器的作用，使得磨削刀具在其工件作用面上可以一定程度的前后滑动完成较复杂的曲面磨削加工。在完成执行器机械结构设计的同时针对在机械手奇异位形附近建立运动模型，提出了机械手控制的奇异运动学的反演算法。通过计算机仿真和实际机器人实验，证明了执行器结构和控制算法的有效性。
波兰学者 T.Furukawa[10]等人制作出一台自动调整打磨机器人 ，其打磨方式为磨削刀具打磨。如图9所示，机器人的手腕处安装一种被动柔顺末端执行器抛光未知三维表面的自动系统，该套系统可以随着抛光的进行使用位置传感器来测量当前机器人的手腕与工件局部表面法线之间的偏差，进而根据工件打磨要求自动调整磨削量等参数。该机器人在抛打磨过程中可以使用大的加工步长，同时打磨精度较高。打磨抛光性能测试表明，该机器人可以在平面和凸球面上产生亚微米级的表面光洁度[11]。
- 张继尧. 工业机器人打磨作业力控制算法研究[D].河南科技大学,2019.
- 唐遵乐, 陈宁宁, 王钰. 铸件自动打磨用橡胶弹簧的刚度设计[J]. 青岛大学学报(工程技术版), 2019, 034(003):106-110.
- 尧辉明, 沈钢, 崔巍. 曲线钢轨波磨打磨方法[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2018, 47(08).
- 夏海渤,刘占磊,李睿, 等.机器人末端打磨执行器设计与开发[J].机械设计与制造,2020,(1):243-247.
- 雷志伟,张田龙,宫哲.多工位精密铸件自动打磨系统的研究[J].机械工程与自动化,2020,(1):167-168.
- Saito K, Miyoshi T, Sasaki T. Automation of Polishing Process for a Cavity Surface on Dies and Molds by Using an Expert System[J]. Ann CIPP, 1993, 42(1): 553-556.
- Fusaomi Nagata,Tetsuo Hase,Zenku Haga,Masaaki Omoto,Keigo Watanabe. CAD/CAM-based position/force controller for a mold polishing robot[J]. Mechatronics,2007,17(4).
- Nagata F , Kusumoto Y , Watanabe K , et al. Polishing robot for PET bottle molds using a learning-based hybrid position/force controller[C] Asian Control Conference. IEEE, 2004.
- Robert Muszynski. A solution to the singular inverse kinematic problem for a manipulation robot mounted on a track[J].Control engineering practice,2002,10(1):35-43.
- T.Furukawa, D.C.Rye, et al. Automated polishing of an unknown three-dimensional surface[J]. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 1993, (3): 261-270.
- Furukawa, T.; Rye, D. C.; Dissanayake, Barratt. Automated polishing of an unknown three-dimensional surface[J]. Robotics and Computer Integrated Manufacturing,1996,12(3).
- 梁小虎,蔺晓琳,李华政.液压缸活塞杆加工表面质量控制[J].起重运输机械, 2016,(4):114-116.
- 贺菲菲.活塞杆加工制作工艺与应力疲劳分析[J].现代制造技术与装备, 2019(09): 167-168.
- 齐勇. 低速柴油机活塞杆细长轴超高精度磨削工艺研究及验证[J]. 柴油机, 2018, 040(002):49-52.
- 陈蒙. 复杂曲面零件机器人磨削装置研究[D].安徽工程大学,2019.
- 何小琳,熊健祥,胡庆乐,李克天.爬行式钢管外表面打磨器[J].机电工程技术, 2015 ,44(05):27-29.
- 齐勇.低速柴油机活塞杆细长轴超高精度磨削工艺研究及验证[J].柴油机, 2018,40(2):49-52.
- 杨帆.船用管系打磨机器人研究[D].浙江海洋大学,2019
- 马文超.机器人打磨恒力控制装置设计研究[D].湖北:华中科技大学,2019.
- Jun Qian,Wei Li,Hitoshi Ohmori. Precision internal grinding with a metal-bonded diamond grinding wheel[J]. Journal of Materials Processing Tech.,2000,105(1).
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