近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率激光元件技術(shù)與工程部，在小磨頭拋光工藝研究中取得了新進展。該研究首次提出了數(shù)學(xué)模型補償機器人拋光定位誤差問題的方式，并取得了較好的誤差補償結(jié)果。相關(guān)研究成果以Plug-and-play positioning error compensation model for ripple suppressing in industrial robot polishing為題，發(fā)表在《應(yīng)用光學(xué)》（Applied Optics）上。

基于工業(yè)機器人的拋光設(shè)備具有低成本、高自由度和高動態(tài)性能等優(yōu)勢，在光學(xué)制造領(lǐng)域頗具應(yīng)用前景。然而，工業(yè)機器人較大的定位誤差會導(dǎo)致表面波紋，制約系統(tǒng)性能，而目前只能通過每次加工前的測量來低效補償這一誤差。

該研究發(fā)現(xiàn)了定位誤差的周期相位演化規(guī)律，并建立了雙正弦函數(shù)補償模型。研究顯示：在自主研發(fā)的機器人拋光平臺上，補償后整個工作區(qū)的Z軸誤差可降為±0.06mm，達到機器人重復(fù)定位誤差水平；測量誤差與建模誤差的Spearman相關(guān)系數(shù)均在0.88以上。在實際拋光實驗中，無論是圖形拋光還是均勻拋光，在不同條件下，該模型均可顯著抑制定位誤差帶來的波紋誤差。此外，功率譜密度（PSD）分析表明，相應(yīng)的頻率誤差也得到了顯著抑制。上述成果為機器人拋光機提供了高效的即插即用補償模式，并為進一步提高機器人加工精度和效率提供了新的可能性。

研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和上海市啟明星計劃揚帆專項等的支持。

論文鏈接

（a1-5）五個高度面的誤差信息；（b1-5）誤差信息的二維傅立葉變換。

（a）均勻拋光過程；（b1）第一個均勻拋光表面減去初始表面；（b2）第二個均勻拋光表面減去第一個均勻拋光表面；（c）兩次減法后的功率譜密度。