1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究背景

工业机器人的出现给人类的生产方式带来了巨大的改变，它不仅能在恶劣的工况下代替人类完成许多枯燥的重复性工作，同时具有更高的加工质量和生产效率。随着劳动力短缺和人口老龄化等问题越来越严重^[1]，工业机器人成为了近年来机电一体化领域的研究热点之一。在种类繁多的机械制造业中，汽车及其零部件制造业是工业机器人应用最为广泛的行业^[2]，在打磨、抛光、去毛刺和装配等接触作业工序中，均可以见到工业机器人的身影。在这些工序中，机器人加工比人工作业具有更大的优势：首先机器人可以嘈杂有害的工作环境下长时间连续作业，这一点是人工作业无可比拟的，对提升工厂效率与产能有着很大作用；其次在打磨、抛光、去毛刺和装配等接触作业工序中，工人极易受到零件毛刺、飞边和某些特殊结构的伤害^[3]，此外在打磨、抛光和去毛刺车间中，伴随加工过程而产生的粉尘容易被加工过程中产生的火花引燃，当车间内除尘工作欠佳时，将会有产生爆炸的可能，容易造成安全事故和人员伤亡^[4]，而采用机器人作业即可避免人的安全隐患；最重要的一点是，机器人加工具有良好的加工一致性，在打磨和抛光过程中能明显提高产品的加工品质和产品外表光洁度，产生更高的成品率。最后将机器人加工应用在打磨、抛光和去毛刺这种技术含量不高但劳动力密集型的工作中，能有效降低企业的人工成本负担^[5]，减少生产过程中的人为不可控因素。

当前大多数的工业机器人现场应用主要以示教在线和离线编程为主，在实际生产加工中机器人无法依据工件的定位误差和装夹误差等在线调整运动轨迹^[6]，使得加工质量受到了一定程度上的影响。特别是在机器人的接触性作业中，当机器人与外部环境发生接触且对接触力控制要求较高时，传统的位置控制型工业机器人显然无法满足要求了。任务的特性决定了控制机器人与环境产生的接触力非常重要，如果不能控制力则无法完成任务甚至损坏工件。这些任务需要在机器人上采用柔顺控制技术，在机器人软件控制伺服环中实现柔顺功能则称为主动柔顺，主动柔顺又可以称为力控^[7]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究的基本内容

（1）结合启帆sre4-600机器人的技术手册，采用d-h建模求解机器人的正运动学方程，并结合机器人关节的极限角度求解出符合实际的机器人的逆运动学解，完成对机器人的运动学建模，并采用matlab的roboticstoolbox进行仿真验证。

（2）结合厂商提供的启帆sre4-600机器人的技术参数，完成机器人雅可比矩阵的计算，采用拉格朗日方法对机器人进行动力学建模，分别计算出哥氏力、向心力及重力项系数，推导出机器人的动力学公式，完成机器人动力学建模。

3. 研究计划与安排

第01-04周：明确设计任务，查阅文献资料，完成开题报告；

第05-10周：完成毕业设计相关内容的理论分析、计算及建模；

第11-14周：完成毕业设计相关内容的整体设计与仿真及实验；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]蔡自兴,郭璠.中国工业机器人发展的若干问题[j].机器人技术与应用, 2013(3):9-12.

[2]王田苗，陶永.我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[j].机械工程学报，2014(5)：1-13.

[3] 金磊，胡泽启，刘华明，邹捷.机器人在零件清理打磨中的应用及发展趋势[j].机床与液压，2017(15)：3-9.