工业磨抛机器人对工件进行打磨时,打磨接触力是打磨质量与效率的重要影响因素之一,不稳定的接触力是损伤工件使工件不达标的主要原因之一。本文改进了基于单一位置参数的机器人控制模式,建立了工业机器人开放式控制系统,在该控制系统中设计了机器人的自适应恒力控制算法,使得机器人在打磨过程中保持接触力恒定,并建立了机器人砂带打磨材料去除深度模型。通过自行搭建的机器人实验平台进一步优化了所设计的恒力控制算法,并验证了所建立的材料去除深度模型的准确性。首先,基于砂带磨抛机理建立了单颗磨粒的理想切削模型并计算分析,通过分析得出了机器人磨抛法向压力对材料去除的影响趋势,并将磨抛法向压力、砂带磨削速度、工件进给速度作为影响磨抛效果的主要工艺参数。为实现机器人对磨抛压力的恒定控制初步设计了PID恒力控制算法,并对其进行编程实现和仿真验证;依此,提出了开放式控制系统的总体方案与结构设计。其次,根据砂带本身的组成以及砂带接触轮所具有的弹性特征,将上述三个工艺参数作为变量,结合Preston经验公式与赫兹弹性接触理论,建立了机器人砂带磨抛的材料去除深度模型,并利用MATLAB对其进行仿真计算,得出了三个工艺参数对砂带磨抛材料去除深度的理论影响规律。然后,以工业实时以太网为物理连接层,运用UDP/IP数据传输协议,搭建了基于RSI应用程序的双线程并行通信技术的机器人实验平台。利用VS2010工具集,以C++为底层语言开发出了实验平台的机器人开放式控制系统软件,并在控制软件中嵌入了自行设计的单神经元自适应PID恒力控制算法,实现了机器人对磨抛法向压力的有效恒定控制。最后,针对恒力控制算法中的单神经元系数K,设计了多类恒力控制实验,根据实验结果提出了单神经元系数K自调整的恒力控制算法,进一步提高了控制器的自适应性和鲁棒性。根据推导的Preston常数表达式,通过设计正交试验得到了实验平台的Preston常数;之后以三个工艺参数作为变量,设计单因素磨抛实验验证了材料去除深度模型的准确性。