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

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【摘要】：工業(yè)機器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)場應用設備,是能夠靠自身的動力和控制能力自動執(zhí)行任務的智能裝備。在中國制造2025的大力推進下,"機器換人"這種趨勢,必然使得工業(yè)機器人的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。于此同時,量產(chǎn)的工業(yè)機器人其可靠性問題也就日益突出,國內(nèi)外學者在針對機器人本體強度、壽命等結(jié)構(gòu)可靠性的研究已經(jīng)非常成熟,但是針對其運動性能相關(guān)可靠性的研究并不多。而運動參數(shù)(位移、速度、加速度)可靠性是衡量工業(yè)機器人作業(yè)能力的關(guān)鍵指標,因此對工業(yè)機器人運動可靠性的研究無論是理論分析,還是工程應用都具有深遠意義。傳統(tǒng)的可靠性分析一般都需要大量的新產(chǎn)品進行試驗,其周期長、費用大、效率低。本文主要結(jié)合虛擬樣機技術(shù),針對6R串聯(lián)工業(yè)機器人在作業(yè)過程中可能存在的各種隨機誤差,進行可靠性仿真分析。首先對工業(yè)機器人運動誤差進行數(shù)學建模,推導位移誤差、速度誤差和加速度誤差的表達式以及這些輸出運動誤差的數(shù)理統(tǒng)計特征;并分別建立了單一隨機誤差和多項隨機誤差下的運動可靠性計算模型;然后對工業(yè)機器人可靠性仿真前的技術(shù)難點逐步攻破:實現(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,實現(xiàn)了對設計變量進行隨機修改,保證了隨機誤差的隨機性;通過編制循環(huán)仿真程序,實現(xiàn)了每次仿真的結(jié)果的自動輸出與保存;利用MATLAB對仿真結(jié)果進行統(tǒng)計處理,并編制可靠度計算模塊以對結(jié)果數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計計算;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;并分別進行單個關(guān)節(jié)間隙影響和多關(guān)節(jié)間隙共同影響下的動力學仿真,分析了輸出運動的位移、速度和加速度偏差值;最后對循環(huán)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理,并用MATLAB編制好的可靠度計算模塊,進行計算;通過計算結(jié)果綜合分析間隙誤差對于6R工業(yè)機器人運動可靠性的影響程度;此外,還針對工業(yè)機器人易出現(xiàn)的動力源不穩(wěn)定問題進行運動學仿真,成功將動力源不穩(wěn)定因素轉(zhuǎn)化為驅(qū)動誤差問題;在ADAMS中實現(xiàn)了用樣條型函數(shù)來表示驅(qū)動誤差;并進行單一驅(qū)動誤差下和多個驅(qū)動誤差同時存在下的運動仿真,分析了驅(qū)動誤差最易發(fā)生的關(guān)節(jié)和最易出現(xiàn)的時間段。最后通過對結(jié)果數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理,利用MATLAB計算模塊計算可靠度;定量分析了驅(qū)動誤差對6R工業(yè)機器人運動可靠性的影響程度。
【學位授予單位】：安徽工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242.2

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本文編號：1305201