随着工业的发展,机器人用于抛光、打磨等接触式作业十分常见。传统的人工抛磨不仅费时费力,而且抛光打磨加工的产品一致性较难保证。将机器人用在抛光打磨作业中,不仅可以提高劳动生产率,减少劳动成本,而且对降低工作者的劳动强度,保障工作者的人身安全具有十分重要的意义。本文针对用于稳频组件中的压电陶瓷片表面银浆污染物的清除,以及压电陶瓷片和焊料环的吸附固定研制了基于Universal Robot 3(UR3)协作机器人的压电组件擦拭系统。在机器人擦拭作业中,机器人的轨迹规划和擦拭力控制与控制是影响擦拭质量的关键,压电陶瓷片和焊料环的吸附对于保证擦拭作业顺利完成具有较大影响,因此开展如下研究工作:首先,根据零件的结构和特点分析了自动化擦拭系统需要解决的关键问题,制定了压电组件机器人擦拭系统的主要工作流程。研制的机器人自动擦拭系统分为三个部分,分别是协作机器人、集成力传感器的擦拭头单元、压电陶瓷片和焊料环固定台,并对各个部分进行选型和结构设计。建立机器人的运动学模型,基于D-H参数法建立了UR3机器人的运动学模型,并求解了机器人的运动学正逆问题;利用MATLAB软件中的机器人工具箱建立UR3机器人的三维空间模型,采用五次多项式插值法对机器人的运动轨迹进行规划和仿真,仿真结果通过和D-H方法的结果对比,验证了机器人空间建模的正确性和合理性,为UR3机器人的擦拭轨迹规划提供理论依据。编写了擦拭系统的控制软件。软件部分主要由机器人控制、力传感器数据采集和机器人擦拭力控制三部分组成。机器人控制部分主要实现机器人与上位机的通讯以及机器人的轨迹运动;力传感器数据采集通过控制软件将力传感器采集的擦拭头的下压力信息传送到上位机上;机器人擦拭力控制实现了擦拭作业时,擦拭头与压电陶瓷片的接触力控制功能,防止过大的擦拭力损坏零件。最后,搭建了压电组件机器人擦拭系统,开展了焊料环吸附和机器人擦拭压电陶瓷片实验。焊料环吸附实验表明,长条吸附孔和方形吸附孔的吸附连接件都可以实现焊料环的可靠吸附。已知在擦拭过程中,方形吸附连接件不但能实现的可靠吸附,而且在擦拭过程也不会出现位移。在机器人擦拭压电陶瓷片实验中,将擦拭力控制在1N-5N可实现压电陶瓷片表面污染物的去除,而不损坏压电陶瓷片和银浆。