基于测量数据的机器人磨抛误差补偿方法研究开题报告

全文总字数：5838字

1. 研究目的与意义（文献综述）

航空发动机叶片作为航空发动机的关键部件，在高温高压以及冲击载荷下工作。通常叶片为自由曲面薄壁结构，叶片几何形状的微小变化可能导致叶片的工作性能大幅下降，磨削加工是是叶片加工的最后一道工序，对于叶片的性能有着至关重要的影响[1]。

传统的人工叶片磨抛是工人手持叶片，利用磨床进行加工，这种加工的方式劳动强度大，加工效率低，工件的一致性难以保证，工件的加工质量取决于工人的技术水平。同时由于磨抛过程中产生的粉尘，会对工人的健康带来危害。随着技术的发展，采用多轴的数控机床对叶片进行磨抛。虽然数控机床能够完成叶片的磨抛，而且加工效率高、产品质量一致性得到保障，但是设备昂贵，难以适应目前叶片加工的多规格、小批量生产模式，柔性较差。付林利用曲面逆向设计的方法，利用离散的点云数据重构了叶片三维数模，采用横纵两种界面获得加工路径，并利用算法得到假面轮廓离散点，利用matlab计算出加工过程中的刀位点信息，利用vericut软件进行了五轴数控机床加工叶片的虚拟仿真[2]。机器人进行叶片磨抛加工，具有较高的柔性，既可以避免数控加工的昂贵设备费用，又兼备高的加工质量和效率，因此受到研究人员的重视。

机器人操作系统（ros，robot operating system）是一个开发机器人软件的框架。通过ros可以简化大量不同种类机器人平台之间构建复杂和稳定的机器人行为[3]。利用ros，可以快速搭建工作环境，将自己的机器人模型导入到系统中，并通过rviz以及gazebo可视化机器人，对机器人进行碰撞检测。ros的moveit功能包提供许多api（applicationprogramming interface，应用程序编程接口），通过使用moveit提供的函数可以完成对于机器人的控制，只需要简单配置即可实现由用户电脑到真实机器人的驱动。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究内容

1.学习机器人运动学、动力学建模相关知识；

2.学习机器人叶片磨抛加工原理、工艺、路径规划等相关知识；

3. 研究计划与安排

1. 第1-3周：完成开题报告和英文翻译；2. 第4-6周：完成毕业设计相关内容的总体方案设计；3. 第6-8周：完成毕业设计相关内容的详细方案设计；4. 第9-12周：完成相关的分析计算工作；5. 第13-16周：毕业设计论文修订，评阅，与毕业答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] li wen-long, xie he, zhang gang, yan si-jie, yinzhou-ping. 3-d shape matching of a blade surface in robotic grinding applications.ieee transactions on mechatronics, 2016, 21(5):2294-2306.

[2] 付林. 叶片复杂曲面磨抛加工路径规划算法研究[d].吉林大学,2016.

[3] 张天雷等. ros机器人编程实践[m].