1、在模具制造過(guò)程中，為提高模具的精度和品質(zhì)，光整加工必不可少。而隨著產(chǎn)品的個(gè)人化、精致化，曲面的設(shè)計(jì)和應(yīng)用越來(lái)越多，加工難度相對(duì)提高。目前，模具曲面拋光主要采用手工操作，生產(chǎn)效率低，且難以保證穩(wěn)定的拋光質(zhì)量，使得拋光作業(yè)成為模具自動(dòng)化制造的瓶頸。
　　 本文針對(duì)實(shí)現(xiàn)模具曲面自動(dòng)化拋光這一難點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題，結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.50575208)的研究，提出一種基于氣囊拋光工具的模具曲面氣囊進(jìn)動(dòng)拋光技術(shù)。該技術(shù)基于柔性可控的

2、氣囊拋光工具與模具曲面順從接觸和機(jī)器人對(duì)拋光工具的位姿與拋光路徑控制，保證了對(duì)曲面的面形修正精度，獲得高表面質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了模具曲面高效、精密、自動(dòng)化拋光。
　　 本文的主要工作如下:
　　 1)氣囊進(jìn)動(dòng)拋光時(shí)變材料去除特性研究。對(duì)氣囊非進(jìn)動(dòng)和進(jìn)動(dòng)拋光的原理與效果進(jìn)行了對(duì)比研究，分析了定點(diǎn)進(jìn)動(dòng)和連續(xù)進(jìn)動(dòng)拋光，為拋光工具在機(jī)器人控制下實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)奠定了理論基礎(chǔ);對(duì)氣囊進(jìn)動(dòng)拋光過(guò)程中的磨粒運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)、分布狀態(tài)、作用機(jī)理等進(jìn)行了

3、理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，為時(shí)變材料去除模型、加工主動(dòng)控制和軌跡優(yōu)化研究奠定了基礎(chǔ);提出基于磨粒群損耗因子的氣囊進(jìn)動(dòng)拋光時(shí)變材料去除模型，并進(jìn)行了補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了材料的均勻去除，獲得穩(wěn)定的表面質(zhì)量。
　　 2)氣囊進(jìn)動(dòng)拋光進(jìn)動(dòng)比和初始姿態(tài)角研究。對(duì)不同下壓量和充氣壓力與不同曲率半徑工件接觸時(shí)的氣囊接觸力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究與分析，為拋光接觸力控制提供了理論依據(jù);對(duì)不同氣囊下壓量、充氣壓力、傾角、壁厚和橡膠彈性模量的氣囊進(jìn)行接觸力和接觸壓力

4、均勻性的正交仿真和分析，獲得了靈敏度排序和結(jié)果預(yù)測(cè)模型，為正確選擇加工工藝參數(shù)和橡膠氣囊提供了應(yīng)用依據(jù);進(jìn)行等壁厚和非等壁厚氣囊對(duì)接觸力、壓力分布均勻性和自身形變的影響研究，為優(yōu)化氣囊結(jié)構(gòu)提供了依據(jù);對(duì)氣囊進(jìn)動(dòng)拋光速度場(chǎng)進(jìn)行研究，給出切向速度和切削方向表達(dá)式，定義進(jìn)動(dòng)比和初始姿態(tài)偏轉(zhuǎn)角，并進(jìn)行影響作用分析，確定了初始姿態(tài)偏轉(zhuǎn)角優(yōu)化組合，為氣囊進(jìn)動(dòng)拋光軌跡優(yōu)化研究提供了保證;在氣囊接觸力、壓力分布和速度場(chǎng)等分析基礎(chǔ)上，給出材料去除模型建模

5、方法，實(shí)現(xiàn)MATLAB環(huán)境下的材料去除仿真。
　　 3)氣囊進(jìn)動(dòng)拋光軌跡優(yōu)化研究。對(duì)去除任意外形輪廓的氣囊進(jìn)動(dòng)拋光工藝規(guī)劃策略、駐留時(shí)間、進(jìn)給速度和接觸邊緣效應(yīng)等問(wèn)題進(jìn)行研究和分析;對(duì)不同進(jìn)動(dòng)比時(shí)的切削方向分布和材料去除特性進(jìn)行分析，給出優(yōu)化進(jìn)動(dòng)比和對(duì)應(yīng)的進(jìn)給速度，為氣囊進(jìn)動(dòng)拋光疊加次數(shù)優(yōu)化和行間距優(yōu)化奠定了基礎(chǔ);對(duì)不同初始姿態(tài)角組合疊加對(duì)材料去除特性的影響進(jìn)行研究，給出疊加次數(shù)優(yōu)化值;提出一種基于概率技術(shù)的氣囊進(jìn)動(dòng)拋光軌跡規(guī)劃

6、二分優(yōu)化方法，對(duì)氣囊進(jìn)動(dòng)拋光行間距優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行研究，給出優(yōu)化值。
　　 4)氣囊進(jìn)動(dòng)拋光系統(tǒng)及工藝的實(shí)現(xiàn)研究。對(duì)六自由度機(jī)器人輔助實(shí)現(xiàn)氣囊連續(xù)進(jìn)動(dòng)拋光問(wèn)題進(jìn)行研究，建立氣囊連續(xù)進(jìn)動(dòng)拋光離線規(guī)劃原型系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化拋光和軌跡規(guī)劃奠定了重要基礎(chǔ);基于LabVIEW建立了氣囊進(jìn)動(dòng)拋光接觸力神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，進(jìn)行氣囊輸入氣壓的預(yù)測(cè)和拋光接觸力控制，并通過(guò)拋光接觸力跟蹤仿真和實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了氣囊進(jìn)動(dòng)拋光接觸力控制平臺(tái)的跟蹤特性;基于建立