6R工業(yè)機器人剛度建模及其應用研究.pdf

1、工業(yè)機器人的出現(xiàn)和發(fā)展是多門科學綜合的結果，在裝配制造業(yè)中隨著無圖紙制造技術、離線編程技術、快速成型技術和數(shù)字化無人化技術的運用，加工制造的工藝規(guī)程和工藝方法都在發(fā)生著變化。將工業(yè)機器人運用到機械加工領域已經(jīng)得到很多研究單位和學者的重視。針對六自由度工業(yè)機器人系統(tǒng)剛度低，很難滿足金屬切削加工要求的狀況。本文以ER50-C20型機器人為研究對象，對機器人切削加工的部分原理進行理論研究和相應的實驗驗證。
　　1.通過D-H方法建立該型

2、機器人的運動學方程，并對其進行了運動學逆解的推導和驗證，運用矢量積法求解出機器人的雅可比矩陣。
　　2.設計了機器人與電主軸連接的末端手爪，建立了機器人基座標系和末端銑刀坐標系之間的坐標變化矩陣，運用牛頓-歐拉方程構建銑削力與機器人關節(jié)處所受廣義力之間的聯(lián)系。
　　3.根據(jù)機器人各傳動部件的結構參數(shù)計算其等效剛度的大小，將各傳動部件簡化為彈性元件折合到相應的關節(jié)上，求得機器人各關節(jié)的剛度，通過雅可比矩陣映射出關節(jié)撓度在機器人

3、末端的表現(xiàn);把機器人臂桿當作一個柔性桿進行處理，分別建立其拉伸、扭轉和彎曲的撓度變形模型，建立含誤差參數(shù)的機器人運動學模型，求出各臂桿撓度微變量在操作末端的映射。最終在機器人操作末端疊加關節(jié)撓度和臂桿撓度，通過剛度定義求解出機器人操作空間中的總剛度。
　　4.機器人切削加工過程中，由于臂桿末端存在撓度變形使得刀具的走刀軌跡產(chǎn)生偏差，從而導致加工誤差的出現(xiàn)。以銑削加工為例驗證了在機器人切削加工過程中，機器人剛度模型對刀具軌跡的誤差補