热因素对线控穿刺机器人精度稳定性的影响

摘要

针对变路径线控机器人微米级精度微创过程，进行温度因素对穿刺精度的影响规律研究。采用热分析和结构力学分析融合的方法，获得了关键穿刺针部件非均匀温度场和结构形变特性。结合正交实验分析方法，分析了瞬态和稳态温度变化对穿刺针部件变动的影响。结果表明：23～40℃的瞬态和稳态温度对微米级穿刺精度影响显著，两种温度条件的精度影响指标一致：工艺参数40℃-3.1 mm-3 mm/s的穿刺针热变形量最大为0.012 mm，对应的系统影响量达到0.1 mm左右；另外，基于临床穿刺工艺特点，通过3因素5水平的方差分析和回归分析，揭示了钛镍合金穿刺针热因素导致的非均匀热变形规律及影响穿刺精度的温度T大于穿刺针直径D和进针速度V的影响。

关键词

热影响 / 变路径穿刺 / 精密微创 / 实验分析