本文關(guān)鍵詞：基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的6R工業(yè)機(jī)器人可靠性分析

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【摘要】：工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用設(shè)備,是能夠靠自身的動(dòng)力和控制能力自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)的智能裝備。在中國(guó)制造2025的大力推進(jìn)下,"機(jī)器換人"這種趨勢(shì),必然使得工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。于此同時(shí),量產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人其可靠性問題也就日益突出,國(guó)內(nèi)外學(xué)者在針對(duì)機(jī)器人本體強(qiáng)度、壽命等結(jié)構(gòu)可靠性的研究已經(jīng)非常成熟,但是針對(duì)其運(yùn)動(dòng)性能相關(guān)可靠性的研究并不多。而運(yùn)動(dòng)參數(shù)(位移、速度、加速度)可靠性是衡量工業(yè)機(jī)器人作業(yè)能力的關(guān)鍵指標(biāo),因此對(duì)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)可靠性的研究無(wú)論是理論分析,還是工程應(yīng)用都具有深遠(yuǎn)意義。傳統(tǒng)的可靠性分析一般都需要大量的新產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn),其周期長(zhǎng)、費(fèi)用大、效率低。本文主要結(jié)合虛擬樣機(jī)技術(shù),針對(duì)6R串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在作業(yè)過程中可能存在的各種隨機(jī)誤差,進(jìn)行可靠性仿真分析。首先對(duì)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,推導(dǎo)位移誤差、速度誤差和加速度誤差的表達(dá)式以及這些輸出運(yùn)動(dòng)誤差的數(shù)理統(tǒng)計(jì)特征;并分別建立了單一隨機(jī)誤差和多項(xiàng)隨機(jī)誤差下的運(yùn)動(dòng)可靠性計(jì)算模型;然后對(duì)工業(yè)機(jī)器人可靠性仿真前的技術(shù)難點(diǎn)逐步攻破:實(shí)現(xiàn)了SolidWork與ADAMS聯(lián)合參數(shù)化建模;結(jié)合ADAMS二次開發(fā)功能,成功編制了用戶自定義函數(shù)MCRAND,實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行隨機(jī)修改,保證了隨機(jī)誤差的隨機(jī)性;通過編制循環(huán)仿真程序,實(shí)現(xiàn)了每次仿真的結(jié)果的自動(dòng)輸出與保存;利用MATLAB對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,并編制可靠度計(jì)算模塊以對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算;考慮在關(guān)節(jié)間隙影響下,建立其關(guān)節(jié)間隙矢量模型與間隙尺寸參數(shù)化的物理模型;并分別進(jìn)行單個(gè)關(guān)節(jié)間隙影響和多關(guān)節(jié)間隙共同影響下的動(dòng)力學(xué)仿真,分析了輸出運(yùn)動(dòng)的位移、速度和加速度偏差值;最后對(duì)循環(huán)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,并用MATLAB編制好的可靠度計(jì)算模塊,進(jìn)行計(jì)算;通過計(jì)算結(jié)果綜合分析間隙誤差對(duì)于6R工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)可靠性的影響程度;此外,還針對(duì)工業(yè)機(jī)器人易出現(xiàn)的動(dòng)力源不穩(wěn)定問題進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,成功將動(dòng)力源不穩(wěn)定因素轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)誤差問題;在ADAMS中實(shí)現(xiàn)了用樣條型函數(shù)來(lái)表示驅(qū)動(dòng)誤差;并進(jìn)行單一驅(qū)動(dòng)誤差下和多個(gè)驅(qū)動(dòng)誤差同時(shí)存在下的運(yùn)動(dòng)仿真,分析了驅(qū)動(dòng)誤差最易發(fā)生的關(guān)節(jié)和最易出現(xiàn)的時(shí)間段。最后通過對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理,利用MATLAB計(jì)算模塊計(jì)算可靠度;定量分析了驅(qū)動(dòng)誤差對(duì)6R工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)可靠性的影響程度。
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242.2

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3 羅t，

本文編號(hào)：1305201