近期,中国科学院上海光学精密机械研究所⾼功率激光元件技术与⼯程部,在⼩磨头抛光⼯艺研究中取得了新进展。该研究⾸次提出了数学模型补偿机器⼈抛光定位误差问题的⽅式,并取得了较好的误差补偿结果。
相关研究成果以Plug-and-play positioning error compensation model for ripple suppressing in industrial robot polishing为题,发表在《应⽤光学》(Applied Optics)上。
基于⼯业机器⼈的抛光设备具有低成本、⾼⾃由度和⾼动态性能等优势,在光学制造领域颇具应⽤前景。然⽽,⼯业机器⼈较⼤的定位误差会导致表⾯波纹,制约系统性能,⽽⽬前只能通过每次加⼯前的测量来低效补偿这⼀误差。该研究发现了定位误差的周期相位演化规律,并建⽴了双正弦函数补偿模型。
研究显示:在⾃主研发的机器⼈抛光平台上,补偿后整个⼯作区的Z轴误差可降为±0.06mm,达到机器⼈重复定位误差⽔平;测量误差与建模误差的Spearman相关系数均在0.88以上。在实际抛光实验中,⽆论是图形抛光还是均匀抛光,在不同条件下,该模型均可显著抑制定位误差带来的波纹误差。此外,功率谱密度(PSD)分析表明,相应的频率误差也得到了显著抑制。
上述成果为机器⼈抛光机提供了⾼效的即插即⽤补偿模式,并为进⼀步提⾼机器⼈加⼯精度和效率提供了新的可能性。
研究⼯作得到国家重点研发计划、国家⾃然科学基⾦和上海市启明星计划扬帆专项等的⽀持。