面向切向性能增強(qiáng)的機(jī)器人制孔加工姿態(tài)優(yōu)化與平滑算法研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人因具用高柔性、高效率、低成本等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)自動(dòng)化裝配中。但是由于串聯(lián)機(jī)器人自身結(jié)構(gòu)的影響，剛度性能較差，影響末端的加工精度。本文針對(duì)附加第七軸的機(jī)器人制孔系統(tǒng)，綜合考慮刀具坐標(biāo)系可調(diào)及反解配置多樣性等問題，研究了機(jī)器人切向剛度增強(qiáng)的姿態(tài)優(yōu)化與平滑算法。
　　首先，以KUKA KR360-2型機(jī)器人為研究對(duì)象，通過D-H方法建立了連桿坐標(biāo)系，求解運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并進(jìn)行反解，獲得8種反解配置。使用矢量積和微分變換法求解機(jī)

2、器人的雅可比矩陣。
　　其次，假設(shè)連桿剛性，并且忽略補(bǔ)償剛度矩陣影響，建立機(jī)器人傳統(tǒng)靜剛度模型，提出末端切向剛度性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析關(guān)節(jié)角度對(duì)指標(biāo)的影響，通過仿真變形驗(yàn)證剛度評(píng)價(jià)指標(biāo)的合理性。
　　根據(jù)飛機(jī)壁板制孔系統(tǒng)的孔位分布特點(diǎn)，提出面向切向剛度增強(qiáng)的機(jī)器人姿態(tài)優(yōu)化與平滑算法。算法先以首末點(diǎn)的剛度指標(biāo)之和最大為目標(biāo)，以底座在移動(dòng)平臺(tái)的位置，刀具坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)角度和機(jī)器人反解配置為優(yōu)化變量，使用遺傳算法求解首末點(diǎn)的剛度最優(yōu)姿態(tài)，