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作者：吴志伟;樊文刚;李江;张峻瑞;吴昌昕;刘弋;
单位：北京交通大学机械与电子控制工程学院;北京交通大学载运工具先进制造与测控技术教育部重点实验室;
摘要：铁路道岔尖轨数控成型铣削后的打磨抛光目前普遍由人工完成，存在效率低、质量一致性差和漏打磨等问题，难以满足尖轨高效高质加工需求。而将工业机器人铣削技术应用到打磨抛光工序中虽可提升尖轨制造自动化水平，但尖轨端面廓形的复杂多变以及机器人存在的弱刚性又导致其加工轨迹平滑度难以得到保障。为此，需要对尖轨端面复杂廓形机器人铣削轨迹规划方法进行创新。首先，基于MD-H参数法建立机器人运动学模型并分析其运动特性；然后，采用三次NURBS曲线对尖轨端面廓形进行参数化描述，以铣削作业法向刚度性能指标作为优化目标，建立轨迹点姿态优化模型；同时，考虑机器人关节连续性约束，建立机器人铣削轨迹姿态规划模型；在此基础上，基于S型曲线算法实现机器人铣削速度规划；最后，通过仿真和试验进行验证。结果表明：该方法能够有效控制机器人的运动轨迹，解决了外凸夹角区域的“过切”和“跳刀”问题，加工后尖轨端面廓形更为平滑，能满足尖轨制造要求。
关键词：铁路道岔;;尖轨;;工业机器人;;铣削技术;;轨迹规划;;NURBS曲线
基金资助：中央高校基本科研业务费重点资助项目（2023JBZY020）;; 北京交通大学科技成果转化培育项目（M21ZZ200010）
