斯圖爾特平臺式工業(yè)機(jī)器人對銑削穩(wěn)定性影響的研究

工業(yè)機(jī)器人的移動(dòng)加工是一種具有較好的成本效益和可移植性的大型數(shù)控機(jī)床制造方法。機(jī)器人的銑削加工是廣泛使用的移動(dòng)加工方法之一，由于需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此涉及到機(jī)械動(dòng)力學(xué)和穩(wěn)定性方面的一些技術(shù)挑戰(zhàn)。本文基于其結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性通過穩(wěn)定性極限仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究了斯圖爾特平臺式六足機(jī)器人對銑削穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果通過三個(gè)方面來體現(xiàn)：（1）基于六足平臺位置的相關(guān)動(dòng)力學(xué)的位置相關(guān)穩(wěn)定性圖；（2）復(fù)合運(yùn)動(dòng)鏈的交叉?zhèn)鬟f函數(shù)對銑削穩(wěn)定性的影響；（3）銑削進(jìn)給速度方向?qū)C(jī)器人銑削的穩(wěn)定性影響。研究結(jié)果表明，銑削進(jìn)給速度方向是機(jī)器人銑削穩(wěn)定性極限的重要參數(shù)。交叉?zhèn)鬟f函數(shù)在銑削穩(wěn)定性方面有著顯著的影響。特別是當(dāng)切削的徑向深度小于刀具直徑的50%的情況。還發(fā)現(xiàn)合適的刀具能夠降低銑削穩(wěn)定性對機(jī)器人位置的依賴性。

本文通過仿真和實(shí)驗(yàn)對穩(wěn)定性進(jìn)行了分析討論。得出交叉?zhèn)鬟f函數(shù)是影響穩(wěn)定性的重要參數(shù)。因此可以通過交叉?zhèn)鬟f函數(shù)對穩(wěn)定性進(jìn)行預(yù)測。通過調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速來穩(wěn)定切割深度，可以使生產(chǎn)率提高25%以上。本文研究有助于更充分地了解應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人銑削加工的穩(wěn)定性影響，對于以后相應(yīng)的控制策略提供了參考。

刊名：The International Journal of Advanced Manufacturing Technology（英）

刊期：2016年1期

作者：Tunc,L T et al

編譯：陳少帥