上海光机所机器人抛光工艺研究取得进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光元件技术与工程部，在小磨头抛光工艺研究中取得了新进展。该研究首次提出了数学模型补偿机器人抛光定位误差问题的方式，并取得了较好的误差补偿结果。相关研究成果以Plug-and-play positioning error compensation model for ripple suppressing in industrial robot polishing为题，发表在《应用光学》（Applied Optics）上。
基于工业机器人的抛光设备具有低成本、高自由度和高动态性能等优势，在光学制造领域颇具应用前景。然而，工业机器人较大的定位误差会导致表面波纹，制约系统性能，而目前只能通过每次加工前的测量来低效补偿这一误差。
该研究发现了定位误差的周期相位演化规律，并建立了双正弦函数补偿模型。研究显示：在自主研发的机器人抛光平台上，补偿后整个工作区的Z轴误差可降为±0.06mm，达到机器人重复定位误差水平；测量误差与建模误差的Spearman相关系数均在0.88以上。在实际抛光实验中，无论是图形抛光还是均匀抛光，在不同条件下，该模型均可显著抑制定位误差带来的波纹误差。此外，功率谱密度（PSD）分析表明，相应的频率误差也得到了显著抑制。上述成果为机器人抛光机提供了高效的即插即用补偿模式，并为进一步提高机器人加工精度和效率提供了新的可能性。
研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海市启明星计划扬帆专项等的支持。