工業(yè)機器人具有成本較低、靈活性好、智能化程度高的優(yōu)點,在飛機裝配制造領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用,而現(xiàn)代飛機對性能和壽命的高標(biāo)準(zhǔn),相應(yīng)地對飛機裝配質(zhì)量提出了更嚴(yán)格的要求,但串聯(lián)機器人結(jié)構(gòu)弱剛性的固有特點,使其存在加工過程中的變形問題,這往往會導(dǎo)致系統(tǒng)加工精度不夠以及加工質(zhì)量不達(dá)標(biāo),甚至還會出現(xiàn)顫振的情況。因此,獲取機器人靜剛度參數(shù),分析機器人工作空間內(nèi)的剛度性能并研究改善的優(yōu)化方法,對于保證機器人系統(tǒng)作業(yè)穩(wěn)定性,改善系統(tǒng)加工質(zhì)量具有重要意義。針對這一點,本文以鉆鉚機器人為對象,開展了機器人靜剛度建模及參數(shù)獲取、工作空間內(nèi)剛度性能分析、基于剛度性能的位姿優(yōu)化等內(nèi)容的研究。首先,結(jié)合修正版的DH參數(shù)法和坐標(biāo)系的齊次變換原理,建立了鉆鉚機器人的運動學(xué)模型,并使用Matlab中的機器人工具箱驗證了模型的正確性。推導(dǎo)了機器人運動學(xué)正解,采用微分變換法構(gòu)造了機器人雅克比矩陣,根據(jù)機器人雅克比矩陣,在假定連桿剛性的條件下,得到機器人關(guān)節(jié)剛度與末端操作剛度的映射關(guān)系,最終建立了機器人靜剛度模型,并得出機器人操作剛度與位姿相關(guān)的結(jié)論。其次,使用激光跟蹤儀與六維測力儀等高精度測量設(shè)備,設(shè)計并完成了機器人關(guān)節(jié)... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 課題來源與選題依據(jù)
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 機器人鉆鉚技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 機器人剛度研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 機器人運動學(xué)及靜剛度建模
    2.1 機器人運動學(xué)建模
        2.1.1 DH參數(shù)法介紹
        2.1.2 KUKA KR500L340型機器人運動學(xué)建模
        2.1.3 機器人運動學(xué)模型的驗證
    2.2 機器人雅可比矩陣
        2.2.1 機器人運動學(xué)正解
        2.2.2 機器人運動學(xué)雅克比矩陣和力雅克比矩陣
        2.2.3 KUKA KR500L340型機器人的雅可比矩陣求解
    2.3 機器人靜剛度建模
    2.4 本章小結(jié)
第三章 機器人靜剛度參數(shù)辨識
    3.1 機器人關(guān)節(jié)剛度辨識實驗
        3.1.1 辨識原理
        3.1.2 辨識實驗設(shè)備
        3.1.3 實驗技術(shù)路線
        3.1.4 標(biāo)定機器人基坐標(biāo)系與激光跟蹤儀坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系
        3.1.5 標(biāo)定測力儀坐標(biāo)系與激光跟蹤儀坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系
        3.1.6 力與變形測量實驗
    3.2 基于實驗數(shù)據(jù)的靜剛度參數(shù)獲取與驗證
    3.3 本章小結(jié)
第四章 機器人工作空間剛度性能分析與位姿優(yōu)化研究
    4.1 機器人操作剛度矩陣性質(zhì)分析
    4.2 剛度性能評價指標(biāo)
        4.2.1 矩陣瑞利熵
        4.2.2 變形橢球
        4.2.3 力橢球
    4.3 機器人工作空間剛度性能分析
        4.3.1 蒙特卡洛法介紹
        4.3.2 機器人工作空間
        4.3.3 機器人工作空間剛度性能分析
    4.4 基于機器人剛度性能的位姿優(yōu)化
        4.4.1 優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型
        4.4.2 優(yōu)化問題求解
        4.4.3 優(yōu)化實例
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附表
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]飛機自動鉆鉚技術(shù)研究現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 喻龍,章易鐮,王宇晗,劉鋼.  航空制造技術(shù). 2017(09)
[6]機器人鉆鉚系統(tǒng)鉚接單元及工藝技術(shù)[J]. 韓潔,肖慶東,杜兆才.  航空制造技術(shù). 2017(06)
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[9]大型飛機研制中的若干數(shù)字化智能裝配技術(shù)[J]. 董一巍,李曉琳,趙奇.  航空制造技術(shù). 2016(Z1)
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博士論文
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[3]一類球坐標(biāo)型混聯(lián)機器人靜剛度建模理論與方法研究[D]. 王友漁.天津大學(xué) 2008

碩士論文
[1]重載機器人關(guān)節(jié)剛度辨識與軌跡規(guī)劃方法研究與實現(xiàn)[D]. 韓帥.東南大學(xué) 2018
[2]多機械臂協(xié)同加工系統(tǒng)靜剛度建模與優(yōu)化研究[D]. 汪博文.上海大學(xué) 2018
[3]鋁合金側(cè)墻焊縫磨削作業(yè)中工業(yè)機器人剛度建模研究[D]. 李駿馳.河北工業(yè)大學(xué) 2017
[4]6R機械臂末端拖曳與剛度可視化仿真及實驗研究[D]. 黨淵淵.浙江大學(xué) 2017
[5]雙機器人協(xié)同鉆鉚系統(tǒng)研究[D]. 石鑫.浙江大學(xué) 2014
[6]機器人加工系統(tǒng)剛度性能優(yōu)化研究[D]. 侯鵬輝.浙江大學(xué) 2013
[7]6R工業(yè)機器人整體剛度建模與彈性動力學(xué)分析[D]. 覃歡歡.華中科技大學(xué) 2013
[8]6R型工業(yè)機器人關(guān)節(jié)剛度辨識與實驗研究[D]. 陳玉山.華中科技大學(xué) 2011
[9]工業(yè)機器人剛度的辨識方法與性能分析[D]. 張玄輝.華中科技大學(xué) 2009
[10]粒子群算法及其應(yīng)用研究[D]. 方峻.電子科技大學(xué) 2006



本文編號：3465234