串聯(lián)機(jī)器人軌跡誤差分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、串聯(lián)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用推動(dòng)了現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，目前市場(chǎng)上串聯(lián)機(jī)器人的絕對(duì)定位精度、重復(fù)定位精度表現(xiàn)優(yōu)良，而其軌跡精度較差。作為多輸入輸出、時(shí)變耦合的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)，串聯(lián)機(jī)器人的軌跡精度研究有待深入。本文以六自由度串聯(lián)機(jī)器人LR20為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，旨在對(duì)造成軌跡誤差的誤差源進(jìn)行系統(tǒng)分析，對(duì)軌跡誤差進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。
　　本文首先介紹了軌跡精度的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，總結(jié)了末端軌跡精度的影響因素。在建立LR20機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了正運(yùn)動(dòng)學(xué)

2、和逆運(yùn)動(dòng)學(xué)推導(dǎo)，其滿足Piper條件，逆解有實(shí)根。對(duì)造成末端軌跡誤差的諸多誤差源進(jìn)行了分類，以結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差為主的靜態(tài)誤差源，可通過結(jié)構(gòu)參數(shù)辨識(shí)來消除其導(dǎo)致的軌跡誤差，并通過激光跟蹤儀對(duì)LR20機(jī)器人進(jìn)行了參數(shù)辨識(shí)以及Matlab數(shù)值仿真進(jìn)行了有效驗(yàn)證。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的柔性誤差和傳動(dòng)裝置、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)產(chǎn)生的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角誤差構(gòu)成的動(dòng)態(tài)誤差源，對(duì)末端軌跡產(chǎn)生相互交織的復(fù)雜影響。通過關(guān)節(jié)力矩監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力矩和耦合力矩對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)的

3、影響。響應(yīng)時(shí)間實(shí)驗(yàn)和大臂偏移量實(shí)驗(yàn)則綜合驗(yàn)證了這些動(dòng)態(tài)誤差源對(duì)末端軌跡精度的重要影響。
　　為了對(duì)LR20機(jī)器人末端軌跡誤差進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，搭建了激光跟蹤儀測(cè)量系統(tǒng);建立了軌跡誤差的動(dòng)態(tài)模型，在對(duì)動(dòng)、靜態(tài)誤差源分析的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了誤差源的線性模型。依據(jù)機(jī)器人國標(biāo)確定了最大試驗(yàn)立方體的位置以及理論軌跡與實(shí)驗(yàn)軌跡的誤差求解方法。對(duì)不同速度、負(fù)載下的典型軌跡誤差進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量，結(jié)果表明:隨著速度增大，動(dòng)態(tài)誤差源影響越大，軌跡精度也越差，而負(fù)