現(xiàn)代制造業(yè)越來越需要深化新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)化的同步發(fā)展,而新型工業(yè)化就標(biāo)志著對裝配機器人的應(yīng)用和普及更加廣泛,而其中最核心的性能就是裝配機器人的精度參數(shù),尤其是重復(fù)定位精度。所以對于裝配精度尤其是高速工況下的誤差的研究,探索誤差因素和影響就極其重要。本文針對SCARA關(guān)節(jié)機器人內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,并計算綜合誤差,具體工作內(nèi)容如下:1.本文詳細(xì)介紹和分析了SCARA機器人常見的傳動結(jié)構(gòu),對比后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化,得到一種新型SCARA機器人傳動結(jié)構(gòu),簡化后的傳動結(jié)構(gòu)減少了同步帶的傳動誤差,提高了運動性能。然后系統(tǒng)地介紹了描述機器人連桿關(guān)系的D-H矩陣建立方法及相關(guān)的位置參數(shù)定義。通過對比國內(nèi)外SCARA機器人的研究現(xiàn)狀,總結(jié)了各種計算機器人靜態(tài)和動態(tài)誤差的分析模型,確定了本文的誤差計算方法。2.采用分析計算與軟件仿真相結(jié)合的方法,針對SCARA機器人的實際工況,在Solidworks中建立機器人三維本體模型。在此基礎(chǔ)上在Matlab Robotics工具箱中建立機器人連桿模型,針對不同的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角和軌跡進(jìn)行運動學(xué)驗證計算正解和逆解,并對機器人進(jìn)行軌跡規(guī)劃。建立運動學(xué)誤差模型后,對負(fù)載下大臂和... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

生產(chǎn)線的裝配機器人和DELTA裝配機器人在種類眾多的裝配機器人中，SCARA工業(yè)機器人占據(jù)了重要的份額，其誕生至今

SCARA裝配機器人傳動結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其誤差分析2圖1.1生產(chǎn)線的裝配機器人和DELTA裝配機器人在種類眾多的裝配機器人中，SCARA工業(yè)機器人占據(jù)了重要的份額，其誕生至今已有四十余年[6]，其優(yōu)點有結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈活，速度快、位置精度高。SCARA水平機器人是目前裝配作業(yè)中最為廣泛使用的機器人。目前電子產(chǎn)品生產(chǎn)流程中，裝配環(huán)節(jié)要求日益增高，需要更加地高速和高精度，更加地高效和準(zhǔn)確。所以未來裝配機器人的發(fā)展方向關(guān)鍵在于提高高速裝配機器人的精度[7]，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工過程的可靠性，從而增強相關(guān)企業(yè)的競爭力。如果提升機器人的裝配精度，就可以使機器人滿足各種精密復(fù)雜裝配的需求，同時提高了生產(chǎn)效率和精度，對于提高產(chǎn)品的精度和附加生產(chǎn)值具有重要的作用。圖1.2EPSON壁掛式SCARA機器人在此背景下，相關(guān)研究工作應(yīng)運而生，本課題來源于北京易拓智譜機器人公司的SCARA機器人生產(chǎn)項目，為常見SCARA機器人的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的產(chǎn)品。SCARA機器人是一種平面關(guān)節(jié)型的裝配機器人，具有水平面內(nèi)移動抓取的功能，滾珠絲杠和花鍵軸在垂直方向上做伸縮和旋轉(zhuǎn)運動。它的平面轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)具有順應(yīng)性，適合于平面定位、垂直方向安裝的裝配任務(wù)。對于高精度的產(chǎn)品來說，微小的誤差就可能導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，例如裝配手表中0.02mm的誤差就可能導(dǎo)致產(chǎn)品的失敗。但是

咎?�。那么�?煤肧CARA裝配機器人，就會大大提升效率和精確度，同時也能降低成本。近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為機器人發(fā)展的一個新方向[8]，在仿真環(huán)境中模擬物理樣機和環(huán)境，已成為近年來出現(xiàn)的一項新技術(shù)。它可以模擬工業(yè)機器人的實際工作狀態(tài)，檢查是否存在結(jié)構(gòu)誤差和運動誤差，并校核設(shè)計的可行性。圖形仿真仿真結(jié)果可以用圖形和視覺表達(dá)，也可以得到一些工業(yè)機器人運動控制規(guī)律，同時減少了實際調(diào)試條件，增強仿真效率。本文利用MATLAB工具箱和ADAMS剛體仿真軟件對虛擬樣機進(jìn)行了仿真，得到各種因素對誤差的影響結(jié)果。圖1.3SCARA機器人在精密裝配中的應(yīng)用對于負(fù)載工況下機器人的裝配流程，如何提高精度，尤其是高速工況下的定位精度和重復(fù)定位精度，這對于提高機器人的工作能力顯得尤為關(guān)鍵。例如在高速負(fù)載的工況下，盡量減少慣性力和負(fù)載造成的連桿柔性變形以提高精度，并計算出對應(yīng)的動態(tài)誤差進(jìn)行補償就尤為重要。如通過選購“力矩傳感器”配件[9]，機器人可以自主測量扭矩變形，無需人工校準(zhǔn)，節(jié)省了時間提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率�？傊畬τ诟咚俟r下的裝配機器人的綜合精度分析，考慮連桿柔性變形，并建立綜合誤差模型就顯得尤為重要。1.3SCARA機器人研究現(xiàn)狀及誤差計算方法1.3.1SCARA機器人發(fā)展現(xiàn)狀裝配機器人在國外的發(fā)展研究[10]，特別是在美國，日本，德國，傳統(tǒng)制造業(yè)作為代表的工業(yè)強國，已經(jīng)發(fā)展多年，具有雄厚的經(jīng)濟(jì)實力和豐富的制造業(yè)經(jīng)驗。國外研究者始終占據(jù)著技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，他們對復(fù)雜的機械精度和運行精度進(jìn)行了深入的研究。這些國家研究生產(chǎn)裝配機器人的水平，無論在質(zhì)量或數(shù)量上都占據(jù)著主導(dǎo)地位，這對中國的制造業(yè)發(fā)展是很不利的[11]。近年來，在中國的一些學(xué)者已經(jīng)意識到機器人裝配精度的重要性，開展了大量?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]六自由度串聯(lián)機器人動態(tài)誤差分析[J]. 侯小雨,朱華炳,王魯平.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(03)
[2]MATLAB Robotics在機器人設(shè)計中的應(yīng)用簡析[J]. 肖勇,康獻(xiàn)民,高勇,丁亮.  機械工程師. 2016(11)
[3]SCARA機器人結(jié)構(gòu)改進(jìn)與仿真分析[J]. 王鵬,張良安,單家正.  現(xiàn)代制造工程. 2015(12)
[4]愛普生機器人,中國市場領(lǐng)風(fēng)騷[J].   伺服控制. 2015(Z4)
[5]蔡鶴皋機器人及機電一體化技術(shù)專家[J]. 蔡鶴皋,小城.  航空制造技術(shù). 2014(Z2)
[6]基于振動力學(xué)的滾珠絲杠副精度可靠性的研究[J]. 黃露郎,王科社,查初亮.  機械工程師. 2014(09)
[7]我國工業(yè)機器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王田苗,陶永.  機械工程學(xué)報. 2014(09)
[8]SCARA機器人的拉格朗日動力學(xué)建模[J]. 崔敏其.  機械設(shè)計與制造. 2013(12)
[9]淺析工業(yè)機器人的發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 蔡軍,王欣.  科技風(fēng). 2013(21)
[10]中國工業(yè)機器人發(fā)展的若干問題[J]. 蔡自興,郭璠.  機器人技術(shù)與應(yīng)用. 2013(03)

碩士論文
[1]基于MATLAB和ADAMS的機械臂的軌跡規(guī)劃與協(xié)調(diào)控制[D]. 孫銘.北京化工大學(xué) 2015
[2]串聯(lián)機器人多誤差因素影響下定位精度分析及其誤差補償[D]. 王魯平.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[3]6R工業(yè)機器人運動仿真與軌跡規(guī)劃[D]. 尹媛媛.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[4]類SCARA動平臺可連續(xù)回轉(zhuǎn)并聯(lián)機器人機構(gòu)的誤差分析[D]. 韓瀟.河北工業(yè)大學(xué) 2013
[5]低載荷工業(yè)機器人機械系統(tǒng)的虛擬設(shè)計[D]. 孔紅兵.南京信息工程大學(xué) 2012
[6]高速SCARA工業(yè)機器人的靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差模型研究[D]. 蘇萌.浙江大學(xué) 2012
[7]機器人用RV減速器動力學(xué)性能分析[D]. 姜振波.大連交通大學(xué) 2010
[8]串聯(lián)機器人位姿誤差的綜合分析[D]. 費曉光.東北大學(xué) 2009
[9]SCARA機器人小臂結(jié)構(gòu)特性分析[D]. 張紅.天津大學(xué) 2008
[10]基于ADAMS平臺的柔性體仿真理論的若干研究[D]. 戴洪光.合肥工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：3055732