關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人定位精度分析及誤差補(bǔ)償研究.pdf

1、隨著“中國制造2025”的提出，自動化和智能化正在迅速取代原有的工業(yè)生產(chǎn)方式。作為柔性自動化生產(chǎn)的主要生產(chǎn)工具，關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人的性能指標(biāo)，尤其是精度指標(biāo)，直接決定著生產(chǎn)線的自動化程度、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。精度問題是機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)也是難點(diǎn)，本文以最具代表性的四自由度新型混聯(lián)碼垛機(jī)器人為研究對象，從運(yùn)動學(xué)誤差模型入手，分別對由靜態(tài)誤差因素和動態(tài)誤差因素引起的機(jī)器人定位誤差進(jìn)行了分析，并提出了對應(yīng)的定位誤差補(bǔ)償方法。具體的研究內(nèi)容主要

2、體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　在運(yùn)動學(xué)誤差模型的建立中，詳細(xì)介紹了用于旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的MDH模型，并運(yùn)用此模型推導(dǎo)了新型混聯(lián)碼垛機(jī)器人的正、逆運(yùn)動學(xué)方程。同時，提出了“5-3-5”軌跡規(guī)劃法，并在MATLAB中編寫了新型混聯(lián)碼垛機(jī)器人的“5-3-5”軌跡規(guī)劃程序。最后在LMS Virtual.lab Motion中完成了“5-3-5”軌跡規(guī)劃的運(yùn)動學(xué)仿真，驗(yàn)證了MDH模型理論推導(dǎo)的正確性，為建立機(jī)器人運(yùn)動學(xué)誤差模型提供了理論依據(jù)。
　

3、　在靜態(tài)誤差分析中，針對機(jī)器人全局性定位精度分析及誤差評定問題，提出了概率精度指標(biāo)，建立了基于MDH模型的機(jī)器人定位誤差模型，編寫了基于概率精度法的機(jī)器人全局性定位精度分析MATLAB程序。最后采用概率精度法完成了機(jī)器人全局性定位精度預(yù)估以及各誤差源的敏感度分析，為機(jī)器人最優(yōu)工作點(diǎn)的選取，各連桿加工精度等級和裝配工藝的設(shè)計(jì)制定以及誤差補(bǔ)償提供了理論依據(jù)和相應(yīng)的誤差數(shù)據(jù)。
　　在動態(tài)誤差分析中，運(yùn)用LMS Virtual.lab M

4、otion軟件，建立了新型混聯(lián)碼垛機(jī)器人的剛?cè)狁詈蟿討B(tài)誤差分析模型，并采用控制變量法的思想，分批、分步對誤差模型進(jìn)行了仿真計(jì)算，然后通過數(shù)據(jù)整合計(jì)算，得到了不同載荷條件下機(jī)器人整個工作空間內(nèi)的動態(tài)定位誤差。
　　最后，根據(jù)誤差獨(dú)立作用原則，對機(jī)器人靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差進(jìn)行了綜合。以空間網(wǎng)格精度補(bǔ)償法為基礎(chǔ)提出了空間網(wǎng)格精度迭代補(bǔ)償法，并將文中提出的各種算法和誤差數(shù)據(jù)庫嵌入到MATLAB GUI界面中，開發(fā)了新型混聯(lián)碼垛機(jī)器人軌跡規(guī)劃