發(fā)布時間：2019-06-14 21:31

【摘要】：工業(yè)機(jī)器人作為智能制造的重要載體,在市場需求快速增長的時候,面臨著巨大的挑戰(zhàn),自動化的普及使得現(xiàn)在的企業(yè)越來越多的運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人,工業(yè)機(jī)器人的本體設(shè)計是機(jī)器人四大核心研究中的重要的內(nèi)容之一,機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)在目前提高機(jī)器人精度中的實(shí)驗(yàn)中具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)的意義。工業(yè)機(jī)器人的精度分為絕對定位精度和重復(fù)定位精度,機(jī)器人的絕對定位精度比重復(fù)定位精度要低,不能滿足機(jī)器人在離線編程方式下機(jī)器的精度。機(jī)器人的離線編程的操作越來越普及,對機(jī)器人的絕對定位精度提高了要求,解決此問題的方法就是進(jìn)行機(jī)器人的標(biāo)定。根據(jù)定制的減速器和客戶要求自主研發(fā)設(shè)計的一款六軸小型關(guān)節(jié)型的工業(yè)機(jī)器人,通過三維軟件solidworks設(shè)計機(jī)器人的三維模型,對三維模型進(jìn)行相應(yīng)的簡化處理之后通過Parasolid格式導(dǎo)入到ADAMS軟件中,建立solid機(jī)器人的樣機(jī),施加約束,定義相應(yīng)的參數(shù),添加驅(qū)動對其進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析,分析末端的位移、速度、加速度的曲線,得出機(jī)器人在相應(yīng)工況下運(yùn)動平穩(wěn),機(jī)器人本體設(shè)計合理,再進(jìn)行動力學(xué)分析,得出每個關(guān)節(jié)的扭矩圖,驗(yàn)證電機(jī)選用的合理。根據(jù)機(jī)器人的實(shí)際結(jié)構(gòu),通過DH方法得出連桿參數(shù)描述機(jī)構(gòu)運(yùn)動關(guān)系,建立機(jī)器人運(yùn)動學(xué)模型,對機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析,推導(dǎo)機(jī)器人的正解和逆解的求解方法,通過Matlab的Robotics tool工具箱的軟件建立機(jī)器人樣機(jī),輸入角度得出機(jī)器人的初始位姿和某一狀態(tài)的位姿,對比驗(yàn)證機(jī)器人的控制面板上的同樣的角度的機(jī)器人的位姿,驗(yàn)證了兩種狀態(tài)下的位姿參數(shù)是一致的,驗(yàn)證了機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型建立正確。針對工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn),分析得出影響機(jī)器人末端絕對定位精度的一些因素,選用MDH模型方法建立連桿坐標(biāo)系和基于微分思想的方法建立機(jī)器人的誤差模型,運(yùn)用Matlab軟件編寫機(jī)器人的誤差模型的程序,給出一組機(jī)器人理論的運(yùn)動學(xué)參數(shù)與誤差值進(jìn)行模擬求解,驗(yàn)證機(jī)器人誤差模型的正確性。通過三坐標(biāo)測量儀的直接測量法對機(jī)器人進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn),從實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù),通過參數(shù)辨識矩陣的方法辨識出機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)參數(shù)誤差值,在機(jī)器人控制器中進(jìn)行補(bǔ)償,然后再對補(bǔ)償后的末端位姿進(jìn)行測量和對比,從數(shù)據(jù)對比圖得出機(jī)器人的絕對定位精度有所提高。
[Abstract]:As an important carrier of intelligent manufacturing, industrial robot is facing great challenges when the market demand is growing rapidly. with the popularization of automation, more and more enterprises use industrial robot. The ontology design of industrial robot is one of the important contents in the four core research of robot. The kinematic calibration experiment of robot has very important theoretical and practical significance in improving the accuracy of robot at present. The accuracy of industrial robot is divided into absolute positioning accuracy and repeated positioning accuracy. The absolute positioning accuracy of the robot is lower than that of the repeated positioning accuracy, which can not meet the accuracy of the robot in off-line programming mode. The operation of off-line programming of robot is becoming more and more popular, and the absolute positioning accuracy of robot is improved. The method to solve this problem is to calibrate the robot. According to the custom reducer and the customer request, a six-axis small joint type industrial robot is designed. The three-dimensional model of the robot is designed by three-dimensional software solidworks, and then the three-dimensional model is simplified and imported into the ADAMS software through Parasolid format. The prototype of the solid robot is established, the constraints are imposed, the corresponding parameters are defined, the kinematic analysis is carried out by adding the driver, and the displacement and speed at the end are analyzed. The acceleration curve shows that the robot moves smoothly under the corresponding working conditions, the design of the robot body is reasonable, and then the dynamic analysis is carried out, and the torque diagram of each joint is obtained to verify the rationality of motor selection. According to the actual structure of the robot, the kinematic relationship of the connecting rod parameter description mechanism is obtained by DH method, the kinematic model of the robot is established, the kinematic analysis of the robot is carried out, the solution method of the forward solution and the inverse solution of the robot is deduced, the prototype of the robot is established by the software of Robotics tool toolbox of Matlab, and the initial pose and pose of the robot in a certain state are obtained from the input angle. By comparing and verifying the pose of the robot with the same angle on the control panel of the robot, it is verified that the pose parameters of the two states are the same, and the kinematic model of the robot is established correctly. According to the characteristics of industrial robot, some factors affecting the absolute positioning accuracy of robot end are analyzed. The connecting rod coordinate system is established by MDH model method and the error model of robot is established based on differential thought. The error model of robot is programmed by Matlab software, and a set of kinematic parameters and error value of robot theory are given to verify the correctness of robot error model. The calibration experiment of the robot is carried out by the direct measurement method of the coordinate measuring instrument, and the data are obtained from the experiment. The error value of the kinematic parameters of the robot is identified by the method of parameter identification matrix and compensated in the robot controller. Then the compensated end pose is measured and compared, and the absolute positioning accuracy of the robot is improved from the data comparison diagram.
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2499715