导　　师： 赵翼翔; 吴清锋

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 工业机器人作为工业生产领域中的重要设备,已经被广泛应用于工业加工、流水线分拣、焊接和钻孔等生产中。随着我国制造业和服务业的快速发展,市场上对工业机器人的各方面性能指标要求越来越高,尤其对于一些高精度的加工场所,要求机器人具有足够高的位置精度。针对机器人的刚度问题,研究者们较多运用建模仿真的方法对其分析与研究。本论文将一种6R旋转关节型的串联机器人作为研究对象,以分析机器人刚度指标与关节转角和外加载荷的关系以及补偿外加载荷和自身重力造成的柔性误差为研究目标,对机器人的运行空间以及各个关节转角对刚度指标的影响大小进行了仿真分析,采用激光跟踪仪对机器人末尾接口处的位置误差完成了测量,利用回归分析的方法整合了实验数据并拟合分析出三个坐标方向上误差与外加载荷的关系,最后求解出机器人的刚度误差模型并补偿了对应的位置误差。为研究工业机器人的各个关节刚度指标与关节转角之间的关系,考虑到研究机器人刚度和位置误差必须在机器人的灵巧工作空间内进行,因此首先根据蒙特卡洛的仿真原理对机器人的运行空间进行求解,使用Matlab下的Robotics Toolbox工具,针对机器人运行空间编写了程序,运行程序分别输出了机器人运行空间三维集云图、各坐标面投影集云图和机器人运行空间最小时的截面图。然后使用SimMechanics工具对机器人的刚度进行仿真分析,仿真中研究了机器人在四种不同位姿和不同负载作用下的刚度指标和关节转角之间的关系,通过刚度指标与每个关节转角的关系图可以看出机器人各个关节对机器人刚度的影响情况。为补偿机器人末端的位置误差,设计了以激光跟踪仪、跟踪仪靶球、安装靶球的法兰和被测机器人组成的测量实验平台,对工业机器人末端位置误差进行了较准确地测量,运用数据拟合的方法分别对工业机器人三个坐标轴方向上外加载荷造成的柔性误差进行分析,分析了被测机器人末尾接口处的位置误差与外加载荷大小的关系。最后,为补偿机器人末端的位置误差,分别建立了外加载荷和自身重力造成的工业机器人的柔性误差模型,并计算了相应的柔性误差参数,提出在机器人控制器中修正误差参数的方法来补偿机器人的柔性误差,比较了补偿前后的位置参数,证明了这种方法是有效的,并对补偿的结果进行了总结。更多还原

关 键 词： [6044124]工业机器人 [6968983]刚度分析 仿真分析 位置误差 误差模型

分 类 号： [TP242.2]

领　　域： []