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上海光机所机器人抛光工艺研究取得进展

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近期,中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光元件技术与工程部,在小磨头抛光工艺研究中取得了新进展。该研究首次提出了数学模型补偿机器人抛光定位误差问题的方式,并取得了较好的误差补偿结果。相关研究成果以Plug-and-play positioning error compensation model for ripple suppressing in industrial robot polishing为题,发表在《应用光学》(Applied Optics上。

基于工业机器人的抛光设备具有低成本、高自由度和高动态性能等优势,在光学制造领域颇具应用前景。然而,工业机器人较大的定位误差会导致表面波纹,制约系统性能,而目前只能通过每次加工前的测量来低效补偿这一误差。

该研究发现了定位误差的周期相位演化规律,并建立了双正弦函数补偿模型。研究显示:在自主研发的机器人抛光平台上,补偿后整个工作区的Z轴误差可降为±0.06mm,达到机器人重复定位误差水平;测量误差与建模误差的Spearman相关系数均在0.88以上。在实际抛光实验中,无论是图形抛光还是均匀抛光,在不同条件下,该模型均可显著抑制定位误差带来的波纹误差。此外,功率谱密度(PSD)分析表明,相应的频率误差也得到了显著抑制。上述成果为机器人抛光机提供了高效的即插即用补偿模式,并为进一步提高机器人加工精度和效率提供了新的可能性。

研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海市启明星计划扬帆专项等的支持。

论文链接

(a1-5)五个高度面的误差信息;(b1-5)误差信息的二维傅立叶变换。

(a)均匀抛光过程;(b1)第一个均匀抛光表面减去初始表面;(b2)第二个均匀抛光表面减去第一个均匀抛光表面;(c)两次减法后的功率谱密度。

 

研究团队单位:上海光学精密机械研究所
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分类标签:机器人  抛光工艺  机器  工艺  研究  进展  

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