今天，有小伙伴继续抛出问题来了：他们是研磨有机玻璃光学零件，对光学质量要求比较高，目前采用机器人研磨，用小磨头研磨大尺寸。涉及到的面型有平面的，有自由曲面的。
研磨后总是出现周期性规律波纹，这些波纹有跟机器人前进方向平行的，有跟换行行距一致的，也有跟前进方向垂直的波纹。使用机器人研磨方案挺久了，一直存在这个问题。这个问题非常之综合，系统性很强，影响因素很多，一时也给不出具体的解决方案。
那就把解题思路在这里给讲一下，抛砖引玉，或许可以有所借鉴。
可能大部分小伙伴还不知道机器人研磨是什么意思。这里先给大家解释一下这个概念。机器人研磨是指利用工业机器人作为运动载体，集成专用研磨工具、高精度传感器（如力控传感器）和智能控制算法，对工件表面进行材料去除、光整加工的一种先进制造工艺。其目标是实现高一致性、高形状精度和低表面粗糙度的自动化加工。
机器人研磨不仅仅是“用机器臂代替人手”，它是一种高度集成化、可编程且智能化的柔性制造系统。除了机器人研磨，还有大家熟悉的人工研磨和传统专用机床自动化研磨。每一种方式都有各自的优势和问题，今天这里就不再展开了。
针对上面小伙伴提出的机器人研磨时产生的周期性波纹，这个这通常由机器人定位误差，路径规划，行距、速度等工艺参数，力控及振动等多因素共同导致。
定位误差补偿
工业机器人固有的定位误差，尤其是Z轴方向，会直接映射为表面周期性波纹，上海光机所在这方面的研究比较多，有一些方案可以借鉴。
其中很重要的一点就是进行双正弦函数补偿模型。这个该模型通过建立定位误差的周期相位演化规律，对机器人进行实时误差补偿。根据他们公开的实验数据，补偿后Z轴误差可降至±0.06mm，能显著抑制因定位误差引起的波纹。
所以说，如果你的机器人系统支持外部坐标修正，可尝试集成补偿模型，或与机器人供应商探讨是否提供类似“定位误差补偿”功能。
路径规划优化
上面小伙伴问题描述中一个关键点信息：“波纹跟换行行距一致的”。
正如他所说的情况，传统的等距扫描路径很容易在换行处产生周期性条纹。
因此，优化路径是打破周期性波纹的关键。
优化路径的方法一般采用随机/伪随机路径。
如“随机树形路径（RTSP）”，通过模仿树枝生长的多方向、连续且均匀分布的路径，能有效抑制中频波纹（MSF）。
另外就是使用平滑轨迹，采用C2连续的轨迹规划（如三次B样条曲线、四元数样条），避免速度突变引起的振动，从而减少波纹。
其次就是调整路径参数，适当缩小行距（步距）、采用交错或螺旋路径，避免能量累积。
工艺参数调整
在接下来就是工艺参数的调整了。
涉及到的工艺参数包括行距，进给速度/转速、磨头压力等因素。
行距过大会留下明显接痕，建议将行距控制在磨头直径的30%~50%，并通过实验找到最佳值。
保持进给速度与主轴转速的比值恒定，避免材料去除率波动。可尝试降低进给速度并提高主轴转速以提升表面均匀性。
磨头压力过大会导致工具变形和振动，建议使用力控末端保持恒定压力，并优化压力值。
力控制
恒定的力度控制是保证研磨均匀性的关键。
有两种方式来保证恒力控制：
力控末端执行器：采用带力反馈的末端，实现恒力研磨，避免因曲面起伏导致的压力变化引起的研磨受力不均匀。
自适应阻抗控制：如自适应混合阻抗（AHI）控制方案，可有效抑制力波动和超调，提升表面一致性。
振动抑制
振动这个因素是个隐形杀手，尤其是微小的振动，看不到，感受不到，但是影响却很致命。
机器人本体振动或外部振动会直接产生研磨的波纹。
对此就要提高系统刚度，检查机器人安装基础、工具装夹是否牢固，选用高刚性机器人。
减振措施一定要到位，在机器人底座增加减振垫，在末端执行器上安装磁流变弹性体吸振器等主动减振装置。
通过频率分析，避开机器人与工艺参数的共振点。
工具与工件装夹
工具与工件的装夹过程，也是排查分析的一环。
比如磨头状态，确保磨头圆度好、磨损均匀，定期修整或更换。
工件装夹确保工件刚性固定，避免研磨过程中产生微动。
工具中心点（TCP）的标定，定期精确标定TCP，减少工具位置误差。
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检测与反馈
波纹误差的情况，有条件的话，可以通过在线检测进行实时跟踪确认。
考虑集成在线表面形貌测量，如白光干涉仪、激光位移传感器，实时监测波纹情况并反馈调整路径或参数。
另外就是离线分析，对工件进行功率谱密度（PSD）分析，定量评估波纹的空间频率特征，从而针对性调整工艺。
说了这么多，建议你首先从路径规划和工艺参数入手进行试验，因为这两点调整成本较低。
如果波纹仍显著，再逐步引入力控制和定位误差补偿等更高级的解决方案。
如果条件允许，与机器人供应商或高校研究所合作，开展针对性的工艺调试与模型植入，往往是最高效的解决途径。
这些分析和解决方案的建议是基于近年来的机器人抛光/研磨研究，特别是上海光机所的定位误差补偿模型、随机树形路径对中频波纹的抑制以及平滑轨迹规划对波纹误差的避免。
