朱宇辰

摘 要：机器人加工已日益广泛应用于大尺寸零件的铣削加工。然而，机器人的刚性在各个位姿下并不相同，且相比于数控机床过小。为此，设计并制作了一种可用于调整位姿的机器人铣削夹具，通过对铣削工件位姿调整实现铣削加工的最优性能。最后，通过试验验证了设计的合理性与实用性。

关键词：机器人;铣削加工;夹具;刚性最优

1 研究背景

工业机器人是20世纪60年代在自动操作机基础上发展起来的一种能模仿人的某些动作和控制功能，并按照可变的预定程序、轨迹及其他要求操作工具，实现多种操作的自动化机械系统[1]。工业机器人是最典型的机电一体化装备，技术附加值高，在机械、汽车、航空、航天、造船等行业具有广泛应用[2]。经过多年的发展，我国的机器人的研究和应用取得了一定的成果，先后研制出点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装、码垛等各种用途的机器人[3]。

与数控加工中心等其它加工设备相比，工业机器人应用于切削加工领域具有成本低、自动化程度高、柔性好、安装空间小等优点，能方便地实现切削加工工具头在空间的各种位姿位置和姿态[4， 5]。更重要的是，对于一些尺寸较大的工件，普通的数控加工中心无法满足加工的需求，此时工业机器人加工范围大的优势则完全得到了体现[6]，如图1所示。

现有的铣削加工夹具大多是以数控机床为基础进行开发，适用于小工件的三轴铣削加工。这些夹具缺少调整的自由度，无法针对工业机器人的实际位姿调整工件的姿态。……