1. 研究目的与意义（文献综述）
A.项目意义：
毛刺是指在毛坯成型或机械加工过程中，因机加工或者铸造锻造焊接等机械制造工艺过程中在零件的棱边处产生的刺状物。一般金属件表面出现余屑和表面极细小的显微金属颗粒，这些被称为毛刺。毛刺是金属切削加工中产生的必然现象，它直接影响产品的质量，应从产品结构设计、工艺设计、刀具设计和生产管理等方面对毛刺加以控制。
毛刺的存在将会对产品带来以下危害：
1)影响后续的加工工艺基准与测量基准
2)产品装配过程中引起机构之间干涉与卡死。
3)电器设备在运行中由于毛刺的脱落而引起电流短路。
4)加剧运动构件磨损,大大的缩短了使用寿命。
5)如果毛刺脱落堵塞液压回路,卡死机构引发事故。
6)毛刺脱落会引起电磁机构卡死失灵,后果十分严重。
7)毛刺可加快密封圈磨损失效, 降低密封性引起事故。
8)零件电镀前未去毛刺，表面不光洁影响电镀附着。
9)毛刺经热处理易产生裂纹,致使零件疲劳强度降低。
综上，毛刺不仅会直接降低零件本身的精度和外观质量,还会削弱其使用性能和寿命，甚至引发事故造成损失，因此将去毛刺作为单独的加工工艺显得格外重要。尤其是在有重要功能或者零件精度要求很高的机械零部件上，毛刺则成为制约零部件使用价值的重要因素。由于去毛刺工序要花费工时和费用,因此将直接影响产品的成本和价格,成为降低生产成本的障碍之一,全世界每年花费在去毛刺方面的费用约为100亿美元。因此，国外已经展开研究，成立了“世界去毛刺协会”(Worldwide BurrTechnology Committee, WBTC)来大力开展实施"毛刺工程"(Burr Engineering)。
去毛刺方法从本质上指，在不破坏工件原来的形状、原来的位置及安装要求的基本尺寸精度的前提下，通过某种手段完全去除工件表面多余金属物的工艺[1]。分析研究去毛刺方法主要从如何抑制毛刺的产生以及如何去除已经存在的毛刺两个角度入手[2]。
根据文献资料，现对几种常见的去毛刺方法，人工去毛刺、电化学去毛刺、电解去毛刺、超声波去毛刺、高压水喷射、热能去毛刺、激光去毛刺、机械去毛刺等，进行下列比较：
表1-1 去毛刺方法对比
| 方法 | 原理 | 特点 |
| 人工去毛刺 | 切削加工 | 依赖刀具，费时费力，质量难以保证 |
| 电化学去毛刺 | 电化学反应 | 非常适合零件内部毛刺的去除 |
| 电解去毛刺 | 电解作用 | 复杂内腔零件，但会影响零件本体 |
| 超声波去毛刺 | 空化现象 | 肉眼观察不到的微观毛刺 |
| 高压水喷射 | 水的冲击 | 去毛刺时可清洗零件，但成本太高 |
| 热能去毛刺 | 气体热化学 | 适合小工件大批量去毛刺 |
| 激光去毛刺 | 激光原理 | 适合去除高精密的电子元件表面毛刺 |
| 机械去毛刺 | 切削加工 | 借助机器人、CNC 机床等自动化去毛刺 |
在各种去毛刺工艺方法中，由于人工去毛刺需要专门的熟练工人，因而效率低、生产质量差，在此不再考虑。电化学、电解、超声波、高压、热能和激光等方法属于特殊加工方法，脱离了传统机械加工范畴，此处也不予考虑。机械去毛刺中，则可借助于机器人来实现自动化去毛刺，此处我们将以MOTOMAN HP6平台为基础做相关研究。
MOTOMAN HP6是日本安川公司设计的六自由度关节机器人，主要用于焊接和搬运，当然也可以迁移用于去毛刺。根据MOTOMAN HP6的样本手册，得知其有效负载6 kg最大可达半径R1378 mm，其6个自由度分别由S-轴（回转）、L-轴（下臂）、U-轴（上臂）、R-轴（腕部扭转）、B-轴（腕部俯仰）和T-轴（腕部回转 ）的旋转提供。由手册还可查到其各关节的许用动作范围、许用回转速度、许用扭矩和许用转动惯量等参数，这些参数可供设计参考。
B.国内外研究：
针对去毛刺研究，有的企业已经形成专门的去毛刺工艺说明文件，特别是继电器零件去毛刺，为保证零件原有比例和尺寸防止加工变形和因毛刺而引发事故，在生产过程中已经得到充分重视。有的学者从自由曲面的抛光机理着手,对曲面抛光接触、抛光时的摩擦压力、抛光工具的姿态进行工艺设计和加工质量分析。这里我将利用这种模型进行控制抛光质量、抛光工艺设计和抛光误差分析。
针对去毛刺机器人研究，很多学者认同为可分成两大类：阻抗控制和力/位置混合控制。这里我将参照MOTOMAN HP6的控制系统，尝试推测其力学模型和控制模型实现仿真控制。
去毛刺机器人轨迹规划研究，根据去毛刺机器人末端执行器夹持对象的不同可以把去毛刺加工分为两种，一种是夹持零件法，一种是夹持工具法。由于抛光机器人的抛光工具具有标准规格且会经常更换，而抛光工件则因结构尺寸并不确定而不便在执行器末端设计夹具，故在这里我选用夹持工具法，但无论哪种方法，其运动本质都是高位置精度和重复定位精度的连续轨迹运动；
2. 研究的基本内容与方案
a.基本内容：
1)机械去毛刺工艺设计和工艺规划；
2)完成在motoman hp6的基础上去毛刺机器人末端操作器设计；
3. 研究计划与安排
第1-3周：明确毕业设计任务，查阅相关资料，了解与题目相关的国内外研究现状，撰写开题报告。完成英文资料翻译；
第4-6周：确定总体设计方案；
第7-14周：机械结构详细设计；
4. 参考文献（12篇以上）
[1] 丁金福, 李伟, 虞付进, 张克华. 模具自由曲面抛光过程的分析与研究[j]. 模具工业, 2006, 32(9): 66-69
[2] 张银东. 机器人辅助模具气囊抛光运动控制和轨迹规划研究[d]. 浙江杭州:浙江工业大学,2009. 1-112
[3] 马宁. 六自由度工业机器人的轨迹生成分析及仿真系统[d]. 湖北武汉:华中科技大学,2011. 1-60
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