基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人加工系統(tǒng)模態(tài)特性預(yù)測(cè)

李法貴，王若奇，孫玉文

（大連理工大學(xué)精密與特種加工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，大連 116024）

工業(yè)機(jī)器人具有靈活性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造領(lǐng)域，但由于機(jī)器人存在剛性相對(duì)弱、空間分布差異大的局限性[1–2]，使其在加工大尺寸變壁厚的復(fù)雜曲面件時(shí)易發(fā)生顫振，從而影響加工效率和質(zhì)量。此外，機(jī)器人加工系統(tǒng)工作空間大且其模態(tài)特性與位姿存在關(guān)系[3]，如何準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其位姿相關(guān)的全域模態(tài)特性，是機(jī)器人高效加工尤其是銑削加工中須需解決的問(wèn)題之一。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)機(jī)器人加工系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性開(kāi)展了相關(guān)研究。岳超[4]綜合考慮了機(jī)器人關(guān)節(jié)靜剛度、主軸裝配區(qū)及刀具剛度建立了機(jī)器人整體剛度場(chǎng)，并分析了其在工件平面內(nèi)的剛度性能分布。田莉莉[5]運(yùn)用DH 法建立了六自由度串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模，分析了機(jī)器人姿態(tài)對(duì)固有頻率的影響，并得出第2～ 4 關(guān)節(jié)的變化對(duì)機(jī)器人固有頻率影響較大。Mousavi 等[6]給出了機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析的簡(jiǎn)化模型，得出了機(jī)器人固有頻率沿刀具路徑變化較大的結(jié)論。Tunc 等[7]探究了六足機(jī)器人的不同區(qū)域固有頻率及相應(yīng)振幅的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)兩者在不同區(qū)間內(nèi)均呈現(xiàn)出明顯變化的趨勢(shì)。隨后，Tunc 等[8]在考慮到刀尖動(dòng)力學(xué)的不對(duì)稱(chēng)性和位置依賴(lài)性的情況下，探究了進(jìn)給方向?qū)庸し€(wěn)定性的影響。

在深入了解機(jī)器人模態(tài)特性的基礎(chǔ)上，對(duì)于機(jī)器人模態(tài)特性的預(yù)測(cè)，主要有2 種方法：解析建模法和統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)法。……