6R工業(yè)機(jī)器人剛度建模及其應(yīng)用研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)和發(fā)展是多門科學(xué)綜合的結(jié)果，在裝配制造業(yè)中隨著無圖紙制造技術(shù)、離線編程技術(shù)、快速成型技術(shù)和數(shù)字化無人化技術(shù)的運(yùn)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(jī)器人運(yùn)用到機(jī)械加工領(lǐng)域已經(jīng)得到很多研究單位和學(xué)者的重視。針對(duì)六自由度工業(yè)機(jī)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(jī)器人為研究對(duì)象，對(duì)機(jī)器人切削加工的部分原理進(jìn)行理論研究和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　1.通過D-H方法建立該型

2、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解的推導(dǎo)和驗(yàn)證，運(yùn)用矢量積法求解出機(jī)器人的雅可比矩陣。
　　2.設(shè)計(jì)了機(jī)器人與電主軸連接的末端手爪，建立了機(jī)器人基座標(biāo)系和末端銑刀坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變化矩陣，運(yùn)用牛頓-歐拉方程構(gòu)建銑削力與機(jī)器人關(guān)節(jié)處所受廣義力之間的聯(lián)系。
　　3.根據(jù)機(jī)器人各傳動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算其等效剛度的大小，將各傳動(dòng)部件簡化為彈性元件折合到相應(yīng)的關(guān)節(jié)上，求得機(jī)器人各關(guān)節(jié)的剛度，通過雅可比矩陣映射出關(guān)節(jié)撓度在機(jī)器人

3、末端的表現(xiàn);把機(jī)器人臂桿當(dāng)作一個(gè)柔性桿進(jìn)行處理，分別建立其拉伸、扭轉(zhuǎn)和彎曲的撓度變形模型，建立含誤差參數(shù)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，求出各臂桿撓度微變量在操作末端的映射。最終在機(jī)器人操作末端疊加關(guān)節(jié)撓度和臂桿撓度，通過剛度定義求解出機(jī)器人操作空間中的總剛度。
　　4.機(jī)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(dǎo)致加工誤差的出現(xiàn)。以銑削加工為例驗(yàn)證了在機(jī)器人切削加工過程中，機(jī)器人剛度模型對(duì)刀具軌跡的誤差補(bǔ)