可控機構綜合了閉環(huán)機構和開鏈機構的優(yōu)點,運行速度高、承載能力強、控制簡單且具有一定的柔性,很好地適應現代機械工業(yè)的發(fā)展需要。將“多自由度可控機構”應用到機器人機構領域,在振動大小、殘余振動時間、工作速度、工作效率等方面都相對現行串聯(lián)式機器人具有優(yōu)勢。然而,在使用過程中該類機器人有時會出現一種較大的異常振動,嚴重影響了其正常工作。因此,迫切需要對這類多自由度可控機構機構式機器人動態(tài)性能進行全面、深入的研究,發(fā)現這種異常振動的原因。而運動副間隙是影響機械系統(tǒng)平穩(wěn)、高效、準確運行的一個關鍵因素。因此深入研究運動副間隙對可控機構式機器人動態(tài)性能的影響有一定的理論意義和實際工程價值。本文以一種可控機構式焊接機器人為研究對象,系統(tǒng)地對不考慮和考慮間隙狀態(tài)下的機器人運動學和動力學進行了分析,并采用一定的控制方法,對間隙導致的末端位移誤差進行了補償。本文主要工作有以下幾個方面:分析了可控機構式焊接機器人構型,利用D-H法則建立了其運動學模型,在此基礎上,采用連續(xù)接觸間隙副模型,并對該模型下考慮間隙機器人的運動學進行了分析,并與理想焊接機器人對比,得到考慮間隙狀態(tài)下的機器人末端位置誤差。采用三狀態(tài)間隙模型,建立了考慮間隙的轉動副模型,對不考慮和考慮間隙的可控機構式焊接機器人進行了動力學建模。對不考慮和考慮間隙狀態(tài)下的機器人進行了動力學仿真和對比分析。分析了不同間隙大小、不同驅動速度、不同運動副材料下的考慮間隙的機器人動態(tài)響應,為該機器人裝配精度選擇,運動副材料選擇,和工作速度范圍選取提供一定的理論參考。建立了存在間隙非線性環(huán)節(jié)的機器人關節(jié)控制系統(tǒng),采用粒子群優(yōu)化算法對控制系統(tǒng)進行了參數識別。對機器人控制系統(tǒng)進行了仿真分析。結果表明,采用一定的控制方法,可以有效降低考慮間隙的可控機構式焊接機器人末端位移誤差,提高機器人運行精度。
【學位單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TH112;TP242;TG409
【部分圖文】：

灄逡逑圖１－１邋ＩＲＢ１４１０焊接機器人邐圖１－２ＫＲ５－２焊接機器人逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋ＩＲＢ１４１０邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｒｏｂｏｔ邐Ｆｉｇ．邋１－２邋ＫＲ５－２邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｒｏｂｏｔ逡逑我國于２０世紀７０年代末開始研究焊接機器人［１（）］，開始晚于世界發(fā)達國家，怛發(fā)展逡逑速度較快。早期對焊接機器人的研[傊饕詬咝：脫芯克筤u。如閣１－３所示，ＨＹ邋—邋１逡逑型焊接機器人，它是我國第一臺型焊接機器人，它于１９８５年在哈爾濱工業(yè)大學誕生［１１］。逡逑１９８９年，我國研制出用于焊接自行車三腳架的弧焊機器人，用于焊接東風牌汽車駕駛室逡逑和車身的點焊機器人。１９９７年，我國國內第一批批量生產的焊接機器人誕生。進入２１逡逑世紀后，國內焊接機器人取得了飛速的發(fā)展，其中以沈陽新松機器人公司最為突出，如逡逑圖卜４所示是ＳＲ６型機器人，它最大的特點是定位精度高，而且具備平穩(wěn)地運行，準確逡逑的定位

Ｉ邋ｃ逡逑灄逡逑圖１－１邋ＩＲＢ１４１０焊接機器人邐圖１－２ＫＲ５－２焊接機器人逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋ＩＲＢ１４１０邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｒｏｂｏｔ邐Ｆｉｇ．邋１－２邋ＫＲ５－２邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｒｏｂｏｔ逡逑我國于２０世紀７０年代末開始研究焊接機器人［１（）］，開始晚于世界發(fā)達國家，怛發(fā)展逡逑速度較快。早期對焊接機器人的研[傊饕詬咝：脫芯克筤u。如閣１－３所示，ＨＹ邋—邋１逡逑型焊接機器人，它是我國第一臺型焊接機器人，它于１９８５年在哈爾濱工業(yè)大學誕生［１１］。逡逑１９８９年，我國研制出用于焊接自行車三腳架的弧焊機器人，用于焊接東風牌汽車駕駛室逡逑和車身的點焊機器人。１９９７年，我國國內第一批批量生產的焊接機器人誕生。進入２１逡逑世紀后，國內焊接機器人取得了飛速的發(fā)展，其中以沈陽新松機器人公司最為突出，如逡逑圖卜４所示是ＳＲ６型機器人，它最大的特點是定位精度高，而且具備平穩(wěn)地運行，準確逡逑的定位

廣西大學碩士學位論文邐考慮運動副間隙的可控機構式捍接機器人動力學分析及控制研究逡逑＿逡逑圖１－３邋ＨＹ—１型焊接機器人邐圖１－４邋ＳＲ６型機器人邐圖１－５邋ＱＨ１６５點焊機器人逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋ＨＹ－１邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｒｏｂｏｔ邐Ｆｉｇ．邋１－４邋ＳＲ６邋ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｒｏｂｏｔ邐Ｆｉｇ．邋１－５邋ＱＨ邋１６５ｗｅｌｄｉｎｇ邋ｒｏｂｏｔ逡逑目前，焊接機器人在我國各個領域已經有廣泛的應用，尤其是汽車行業(yè)及汽車零配逡逑件生產企業(yè)中，在這些產業(yè)中具有非常高的應用占比率。此外，在金屬制造，化工，電逡逑子電器食品加工等行業(yè)焊接機器人也有著廣泛的應用［１３］。如圖１－６所示為全國各行業(yè)對逡逑焊接機器人的需求量。焊接機器人在汽車工業(yè)中的廣泛應用明顯提高了汽車產業(yè)的生產逡逑效率和工藝水平，極大促進了工業(yè)發(fā)展和社會進步。逡逑，邐汽車行業(yè)逡逑食品�。�、丨ｋ邐３６％逡逑２％邋二‘逡逑橡膠及塑料行 汽車零部件逡逑業(yè)邐＇：．．：心邐２３％逡逑７％逡逑金屬制造業(yè)Ｙ逡逑８％逡逑圖１－６各行業(yè)對焊接機器人需求逡逑Ｆｉｇ．邋１－６邋Ｔｈｅ邋ｄｅｍａｎｄ邋ｆｏｒ邋ｒｏｂｏｔｓ逡逑焊接機器人己經成為焊接工藝的未來發(fā)展方式。焊接機器人可以生成高質量，精確逡逑的焊縫，提高生產效率。機器人擁有較高的速度，且可以無中斷工作，出錯率極低，大逡逑大節(jié)省了生產過程中的勞動力成本。此外，焊接機器人讓人類工作者遠離了危險的焊接逡逑環(huán)境

【參考文獻】

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1 余躍慶;田浩;;運動副間隙引起的并聯(lián)機器人誤差及其補償[J];光學精密工程;2015年05期

2 劉佳君;孫振國;張文增;陳強;;修焊機器人非線性關節(jié)系統(tǒng)建模與控制算法[J];焊接學報;2014年08期

3 衛(wèi)江;王庚祥;;考慮關節(jié)間隙的五桿機構動力學建模[J];機械制造與自動化;2014年04期

4 歐鳳琴;秦基偉;孫啟亮;;QH165點焊機器人在奇瑞三焊的集成應用[J];機器人技術與應用;2012年03期

5 唐俊;;PSO算法原理及應用[J];計算機技術與發(fā)展;2010年02期

6 畢勝;;國內外工業(yè)機器人的發(fā)展現狀[J];機械工程師;2008年07期

7 王其東,楊孝劍,陳無畏,姜武華;考慮正逆動力學問題的電動助力轉向控制研究[J];機械工程學報;2005年06期

8 李永壽;張庭杰;;我國焊接行業(yè)發(fā)展動態(tài)[J];中國科技成果;2002年18期

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1 張林;新型可控裝載機構設計理論與應用研究[D];廣西大學;2015年

2 張續(xù)沖;考慮運動副間隙的平面三自由度并聯(lián)機構研究[D];華南理工大學;2015年

3 趙晶;量子行為粒子群優(yōu)化算法及其應用中的若干問題研究[D];江南大學;2013年

4 潘宇晨;多自由度可控機構式新型工程機械設計理論與方法研究[D];廣西大學;2013年

5 白爭鋒;考慮鉸間間隙的機構動力學特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

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1 張澤輝;六軸機械臂運動仿真平臺設計與研究[D];西安電子科技大學;2017年

2 王川;混合驅動型可控花卉盤栽機構優(yōu)化設計與試驗研究[D];浙江理工大學;2017年

3 王俊涵;考慮球關節(jié)間隙的RSSR機構動力學建模及其仿真分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2017年

4 張永文;含間隙可控噴涂機械臂動態(tài)特性及運動可靠性分析[D];廣西大學;2016年

5 姚新新;碼垛機器人運動控制系統(tǒng)的設計[D];濟南大學;2016年

6 何良辰;面向非線性特性的超精密平臺辨識和控制方法[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

7 曹松;6自由度焊接機械臂的智能控制方法研究[D];沈陽理工大學;2016年

8 張函;關節(jié)間隙對6R串聯(lián)機構動力學特性及位姿誤差的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

9 卞帥;考慮多間隙和構件柔性的機構耦合動力學研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

10 徐繼龍;不同重力環(huán)境下含間隙鉸機械臂力學性能分析[D];燕山大學;2015年

本文編號：2833301