【摘要】：隨著工業(yè)技術的飛速發(fā)展,六自由度串聯機器人已被廣泛應用于各種工業(yè)生產中,極大地提高了企業(yè)的生產效率。目前市場上存在的六自由度串聯機器人的重復定位精度基本可以保證在0.1mm以內,但是絕對定位精度一般都超過1mm,這樣的精度水平已不能滿足現代工業(yè)的發(fā)展要求。因此研究機器人的位置誤差以及提高其絕對定位精度已成為現階段一個非常重要的課題,具有重要的現實意義。本論文詳細介紹了六自由度串聯機器人位姿誤差影響因素及誤差測量技術的研究現狀;以FANUC M-6i B六自由度串聯機器人為研究對象,運用DH法則對其進行運動學建模并在其基礎上建立機器人位姿誤差模型,分析機器人DH參數發(fā)生微小偏差對機器人位姿誤差的影響,然后利用MATLAB機器人工具箱(Robotics Toolbox)建立機器人的數值仿真模型,基于機器人的實際工作任務對其進行軌跡規(guī)劃;利用SolidWorks、ANSYS和ADAMS軟件建立機器人的剛柔耦合動力學模型并進行聯合仿真,在同時考慮關節(jié)柔性和連桿柔性的前提下分析運行軌跡、速度和加速度、末端載荷變化對機器人末端定位精度的影響,得到仿真誤差;利用FANUC M-6i B機器人和自行設計的實驗裝置進行實驗,將得到的實驗誤差與仿真誤差進行對比;對上述幾種因素造成的位置誤差進行耦合并利用VS軟件開發(fā)受多因素影響的機器人綜合誤差計算界面,根據誤差計算得出的綜合誤差值對目標機器人進行誤差補償。最后還利用MATLAB編程計算評價機器人運動軌跡精度的參數,并對計算結果進行分析為后續(xù)提高軌跡精度奠定基礎。實驗誤差與仿真誤差的對比結果表明利用剛柔耦合動力學模型模擬計算機器人末端誤差具有較好的一致性。利用誤差計算界面得出的綜合誤差值對機器人進行誤差補償可以較大幅度的降低由運行速度和加速度、末端負載等因素變化造成的誤差,具有一定的實用性。
[Abstract]:With the rapid development of industrial technology, six-degree-of-freedom series robot has been widely used in various industrial production, greatly improving the production efficiency of enterprises. At present, the repeated positioning accuracy of the six-degree-of-freedom serial robot in the market can be basically guaranteed within 0.1mm, but the absolute positioning accuracy is generally more than 1mm. This precision level can not meet the requirements of the development of modern industry. Therefore, the research on the position error of robot and the improvement of its absolute positioning accuracy have become a very important subject at the present stage, and have important practical significance. This paper introduces in detail the influence factors of position and attitude error and the research status of error measurement technology of six-degree-of-freedom series robot. Taking FANUC M-6i B six-degree-of-freedom series robot as the research object, the kinematics model of FANUC M-6i B six-degree-of-freedom serial robot is modeled by using DH rule and the pose error model of the robot is established on the basis of the model. This paper analyzes the influence of the small deviation of robot DH parameters on the robot pose error. Then the numerical simulation model of the robot is established by using MATLAB robot toolbox (Robotics Toolbox), and the trajectory planning is carried out based on the actual working task of the robot. The rigid-flexible coupling dynamic model of the robot is established by using SolidWorks,ANSYS and ADAMS software, and the joint simulation is carried out. The trajectory, velocity and acceleration of the robot are analyzed under the premise of considering the flexibility of the joint and the flexibility of the connecting rod at the same time. The effect of the end load change on the positioning accuracy of the robot end is obtained, and the simulation error is obtained. Using FANUC M-6i B robot and the self-designed experimental device, the experimental error is compared with the simulation error. The position errors caused by the above mentioned factors are coupled and the synthetic error calculation interface of the robot affected by many factors is developed by using VS software. The error compensation of the target robot is carried out according to the synthetic error value obtained from the error calculation. Finally, the parameters of robot trajectory accuracy are calculated and evaluated by MATLAB programming, and the results are analyzed to lay a foundation for further improvement of trajectory accuracy. The comparison between the experimental error and the simulation error shows that the simulation of the robot end error by using the rigid-flexible coupling dynamic model is in good agreement. Using the error calculation interface to compensate the robot error can greatly reduce the error caused by the change of running speed acceleration and terminal load and so on. It has certain practicability.
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

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本文編號：2407201