可控機(jī)構(gòu)綜合了閉環(huán)機(jī)構(gòu)和開鏈機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),運(yùn)行速度高、承載能力強(qiáng)、控制簡單且具有一定的柔性,很好地適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展需要。將“多自由度可控機(jī)構(gòu)”應(yīng)用到機(jī)器人機(jī)構(gòu)領(lǐng)域,在振動(dòng)大小、殘余振動(dòng)時(shí)間、工作速度、工作效率等方面都相對(duì)現(xiàn)行串聯(lián)式機(jī)器人具有優(yōu)勢。然而,在使用過程中該類機(jī)器人有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一種較大的異常振動(dòng),嚴(yán)重影響了其正常工作。因此,迫切需要對(duì)這類多自由度可控機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)式機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行全面、深入的研究,發(fā)現(xiàn)這種異常振動(dòng)的原因。而運(yùn)動(dòng)副間隙是影響機(jī)械系統(tǒng)平穩(wěn)、高效、準(zhǔn)確運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵因素。因此深入研究運(yùn)動(dòng)副間隙對(duì)可控機(jī)構(gòu)式機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能的影響有一定的理論意義和實(shí)際工程價(jià)值。本文以一種可控機(jī)構(gòu)式焊接機(jī)器人為研究對(duì)象,系統(tǒng)地對(duì)不考慮和考慮間隙狀態(tài)下的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析,并采用一定的控制方法,對(duì)間隙導(dǎo)致的末端位移誤差進(jìn)行了補(bǔ)償。本文主要工作有以下幾個(gè)方面:分析了可控機(jī)構(gòu)式焊接機(jī)器人構(gòu)型,利用D-H法則建立了其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,采用連續(xù)接觸間隙副模型,并對(duì)該模型下考慮間隙機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析,并與理想焊接機(jī)器人對(duì)比,得到考慮間隙狀態(tài)下的機(jī)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(zhuǎn)動(dòng)副模型,對(duì)不考慮和考慮間隙的可控機(jī)構(gòu)式焊接機(jī)器人進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模。對(duì)不考慮和考慮間隙狀態(tài)下的機(jī)器人進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真和對(duì)比分析。分析了不同間隙大小、不同驅(qū)動(dòng)速度、不同運(yùn)動(dòng)副材料下的考慮間隙的機(jī)器人動(dòng)態(tài)響應(yīng),為該機(jī)器人裝配精度選擇,運(yùn)動(dòng)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(jī)器人關(guān)節(jié)控制系統(tǒng),采用粒子群優(yōu)化算法對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了參數(shù)識(shí)別。對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析。結(jié)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(jī)構(gòu)式焊接機(jī)器人末端位移誤差,提高機(jī)器人運(yùn)行精度。
【學(xué)位單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)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(jī)器人邐圖１－２ＫＲ５－２焊接機(jī)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(jì)７０年代末開始研究焊接機(jī)器人［１（）］，開始晚于世界發(fā)達(dá)國家，怛發(fā)展逡逑速度較快。早期對(duì)焊接機(jī)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(jī)器人，它是我國第一臺(tái)型焊接機(jī)器人，它于１９８５年在哈爾濱工業(yè)大學(xué)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(jī)器人，用于焊接?xùn)|風(fēng)牌汽車駕駛室逡逑和車身的點(diǎn)焊機(jī)器人。１９９７年，我國國內(nèi)第一批批量生產(chǎn)的焊接機(jī)器人誕生。進(jìn)入２１逡逑世紀(jì)后，國內(nèi)焊接機(jī)器人取得了飛速的發(fā)展，其中以沈陽新松機(jī)器人公司最為突出，如逡逑圖卜４所示是ＳＲ６型機(jī)器人，它最大的特點(diǎn)是定位精度高，而且具備平穩(wěn)地運(yùn)行，準(zhǔn)確逡逑的定位

Ｉ邋ｃ逡逑灄逡逑圖１－１邋ＩＲＢ１４１０焊接機(jī)器人邐圖１－２ＫＲ５－２焊接機(jī)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(jì)７０年代末開始研究焊接機(jī)器人［１（）］，開始晚于世界發(fā)達(dá)國家，怛發(fā)展逡逑速度較快。早期對(duì)焊接機(jī)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(jī)器人，它是我國第一臺(tái)型焊接機(jī)器人，它于１９８５年在哈爾濱工業(yè)大學(xué)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(jī)器人，用于焊接?xùn)|風(fēng)牌汽車駕駛室逡逑和車身的點(diǎn)焊機(jī)器人。１９９７年，我國國內(nèi)第一批批量生產(chǎn)的焊接機(jī)器人誕生。進(jìn)入２１逡逑世紀(jì)后，國內(nèi)焊接機(jī)器人取得了飛速的發(fā)展，其中以沈陽新松機(jī)器人公司最為突出，如逡逑圖卜４所示是ＳＲ６型機(jī)器人，它最大的特點(diǎn)是定位精度高，而且具備平穩(wěn)地運(yùn)行，準(zhǔn)確逡逑的定位

廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文邐考慮運(yùn)動(dòng)副間隙的可控機(jī)構(gòu)式捍接機(jī)器人動(dòng)力學(xué)分析及控制研究逡逑＿逡逑圖１－３邋ＨＹ—１型焊接機(jī)器人邐圖１－４邋ＳＲ６型機(jī)器人邐圖１－５邋ＱＨ１６５點(diǎn)焊機(jī)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(jī)器人在我國各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用，尤其是汽車行業(yè)及汽車零配逡逑件生產(chǎn)企業(yè)中，在這些產(chǎn)業(yè)中具有非常高的應(yīng)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(jī)器人也有著廣泛的應(yīng)用［１３］。如圖１－６所示為全國各行業(yè)對(duì)逡逑焊接機(jī)器人的需求量。焊接機(jī)器人在汽車工業(yè)中的廣泛應(yīng)用明顯提高了汽車產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)逡逑效率和工藝水平，極大促進(jìn)了工業(yè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。逡逑，邐汽車行業(yè)逡逑食品�。⒇脒姡常叮ュ义希玻ュ宥义舷鹉z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(duì)焊接機(jī)器人需求逡逑Ｆｉｇ．邋１－６邋Ｔｈｅ邋ｄｅｍａｎｄ邋ｆｏｒ邋ｒｏｂｏｔｓ逡逑焊接機(jī)器人己經(jīng)成為焊接工藝的未來發(fā)展方式。焊接機(jī)器人可以生成高質(zhì)量，精確逡逑的焊縫，提高生產(chǎn)效率。機(jī)器人擁有較高的速度，且可以無中斷工作，出錯(cuò)率極低，大逡逑大節(jié)省了生產(chǎn)過程中的勞動(dòng)力成本。此外，焊接機(jī)器人讓人類工作者遠(yuǎn)離了危險(xiǎn)的焊接逡逑環(huán)境

【參考文獻(xiàn)】

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1 余躍慶;田浩;;運(yùn)動(dòng)副間隙引起的并聯(lián)機(jī)器人誤差及其補(bǔ)償[J];光學(xué)精密工程;2015年05期

2 劉佳君;孫振國;張文增;陳強(qiáng);;修焊機(jī)器人非線性關(guān)節(jié)系統(tǒng)建模與控制算法[J];焊接學(xué)報(bào);2014年08期

3 衛(wèi)江;王庚祥;;考慮關(guān)節(jié)間隙的五桿機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;2014年04期

4 歐鳳琴;秦基偉;孫啟亮;;QH165點(diǎn)焊機(jī)器人在奇瑞三焊的集成應(yīng)用[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2012年03期

5 唐俊;;PSO算法原理及應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2010年02期

6 畢勝;;國內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀[J];機(jī)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(dòng)力學(xué)問題的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向控制研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2005年06期

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

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2 張續(xù)沖;考慮運(yùn)動(dòng)副間隙的平面三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究[D];華南理工大學(xué);2015年

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

4 潘宇晨;多自由度可控機(jī)構(gòu)式新型工程機(jī)械設(shè)計(jì)理論與方法研究[D];廣西大學(xué);2013年

5 白爭鋒;考慮鉸間間隙的機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

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2 王川;混合驅(qū)動(dòng)型可控花卉盤栽機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究[D];浙江理工大學(xué);2017年

3 王俊涵;考慮球關(guān)節(jié)間隙的RSSR機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模及其仿真分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

4 張永文;含間隙可控噴涂機(jī)械臂動(dòng)態(tài)特性及運(yùn)動(dòng)可靠性分析[D];廣西大學(xué);2016年

5 姚新新;碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];濟(jì)南大學(xué);2016年

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

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

8 張函;關(guān)節(jié)間隙對(duì)6R串聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性及位姿誤差的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

9 卞帥;考慮多間隙和構(gòu)件柔性的機(jī)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

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

本文編號(hào)：2833301