基于概率方法的机器人铣削加工颤振稳定性研究

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.05.015

东北大学学报:自然科学版 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (5): 683-687.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.05.015

基于概率方法的机器人铣削加工颤振稳定性研究

刘宇，何凤霞

(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2017-09-26 修回日期:2017-09-26 出版日期:2019-05-15 发布日期:2019-05-17
通讯作者: 刘宇
作者简介:刘宇(1980-)，男，宁夏中卫人，东北大学副教授.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51575094)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N170304020).

Study On the Chatter Stability of Robotic Milling Based on the Probability Method

LIU Yu， HE Feng-xia

School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2017-09-26 Revised:2017-09-26 Online:2019-05-15 Published:2019-05-17
Contact: LIU Yu
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摘要/Abstract

摘要： 将可靠性概率方法引入到机器人铣削模态耦合颤振预测中，首先建立可靠性模型，得到极限状态方程.其次，应用四阶矩法计算其可靠度和灵敏度以分析各参数对于铣削加工稳定性的影响.最后，基于机器人铣削加工骨头的工程背景给出了一个算例研究.结果表明:机器人两自由度方向的刚度、切削力系数和加工进给方向会影响铣削加工的稳定性;在一定范围内，增加X方向刚度，降低Y方向的刚度，减小切削力系数以及合理选择加工进给方向有利于避免模态耦合颤振的发生;系统对于切削力系数的变化相较于X，Y方向刚度更加敏感，对稳定性的影响更显著.

关键词: 机器人铣削, 模态耦合颤振, 可靠性, 灵敏度, 四阶矩法

Abstract: The reliability method was introduced into the prediction of modal coupling chatter in robotic milling. Firstly， the reliability model was established and the limit state equation was obtained. Secondly， the fourth-order moment method was used to calculate the reliability and sensitivity to analyze the influence of various parameters on the milling stability. Finally， an example was given based on the engineering background of robotic milling bone. The results showed that the two-degree-freedom stiffness， cutting force coefficient and feeding direction of the robot will affect the stability of the milling process. Within a certain range， increasing the stiffness in X divection，reducing the stiffness in Y direction， reducing the cutting force coefticient and choosing the feed divection resonably are helpful to avoiding modal coupling chatter. The system is more sensitive to the change of cutting force coefficients than to the stiffness in X and Y directions， and has more significant benefit influence on stability.

Key words: robotic milling, modal coupling chatter, reliability, sensitivity, fourth-order moment method

中图分类号:

刘宇，何凤霞. 基于概率方法的机器人铣削加工颤振稳定性研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(5): 683-687.

LIU Yu， HE Feng-xia. Study On the Chatter Stability of Robotic Milling Based on the Probability Method[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2019, 40(5): 683-687.

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