随着科学和技术的不断发展,以工业机器人为标志的智能制造在各行业的应用越来越广泛。为提高产品加工精度及减少人力成本,关键工艺环节逐步由工业机器人代替工人操作。与工业机器人相比,传统手工加工重复性差、加工效率低,且工人经验水平、情绪等对加工质量都会产生一定影响,难以保证工件加工的一致性,而工业机器人磨抛能够保证较高的加工精度和表面质量,实现高效率、高质量磨抛。在工业机器人磨抛加工过程中,机器人对磨抛接触力的感知和控制能力影响着加工过程中接触力的稳定性,稳定的磨抛接触力往往决定着磨抛后工件的加工精度和表面质量,因此,磨抛接触力的控制十分重要,合理的力控制技术是实现恒力磨抛的关键。本课题以喉道调节片热障陶瓷涂层定量去除为研究对象,主要工作包括机器人磨抛系统平台的搭建,磨抛系统数学模型的建立,模糊自适应PID控制技术的研究,最后进行了基于力测量、力反馈及力控制的机器人磨抛定量去除实验,验证了模糊自适应PID控制技术的可行性及有效性。本课题的主要研究内容包括以下几点:(1)机器人磨抛系统平台的搭建。机器人磨抛系统平台主要由库卡六自由度机器人、空气压缩机、磨抛工具、力传感器、计算机、磨抛工作台等组成。(2)磨抛系统通信方案的建立。通信方案主要由两部分组成:计算机与机器人控制器之间的通信;计算机与力传感器之间的通信。(3)磨抛系统数学模型的建立。根据磨抛机器人主被动柔顺控制策略,确定该系统为二阶控制系统,利用递推增广最小二乘算法对磨抛系统进行参数辨识,从而建立磨抛系统的数学模型。(4)模糊自适应PID控制技术的研究。包括对磨抛工具的位姿描述、受力分析及重力补偿,研究了模糊自适应PID控制技术在机器人磨抛加工中的应用。(5)机器人磨抛加工实验。本课题利用已搭建的机器人磨抛系统平台,结合所提出的模糊自适应PID控制技术对喉道调节片热障陶瓷涂层进行磨抛,从工件表面质量和加工精度两方面对磨抛结果进行了评价。