機(jī)器人精度和結(jié)構(gòu)的合理性是機(jī)器人性能評價標(biāo)準(zhǔn)的重要因素。通過數(shù)字化手段對機(jī)器人進(jìn)行動、靜力學(xué)分析能夠有效地查找出機(jī)器人的設(shè)計缺陷,再對設(shè)計缺陷結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)不僅能夠提高結(jié)構(gòu)的合理性,還能在一定程度上提高機(jī)器人的精度。而機(jī)器人參數(shù)標(biāo)定能消除機(jī)器人零件設(shè)計、制造以及裝配過程中導(dǎo)致的絕大部分誤差,從而實現(xiàn)機(jī)器人精度的大幅提高。本文采用ADAMS、ANSYS以及MATLAB等軟件對某型號六自由度焊接機(jī)器人各結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了動、靜力學(xué)、模態(tài)分析以及進(jìn)行多方法協(xié)同結(jié)構(gòu)優(yōu)化,在確保設(shè)計的合理性之后,分析了機(jī)器人的誤差來源,并且建立了機(jī)器人誤差辨識模型并且進(jìn)行標(biāo)定與補(bǔ)償,提高了機(jī)器人的定位精度。主要結(jié)論如下:(1)分析了機(jī)器人各關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)以及傳動方式,并在ADAMS中建立了數(shù)字樣機(jī)。通過ADAMS進(jìn)行動力學(xué)分析,獲得機(jī)器人腕部、小臂、小臂固定座、大臂以及轉(zhuǎn)座在轉(zhuǎn)動過程中的受力曲線以及扭矩曲線,確定機(jī)器人各關(guān)節(jié)危險位置的關(guān)節(jié)角以及危險位置時的受力以及扭矩。(2)在ANSYS軟件中建立機(jī)器人各構(gòu)件的有限元模型,將機(jī)器人各關(guān)節(jié)處于危險位置時的受力以及扭矩作為約束,分別對機(jī)器人腕部、小臂、小臂固定座、大臂以及轉(zhuǎn)...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的目的及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機(jī)器人數(shù)字樣機(jī)與有限元仿真研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機(jī)器人結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.2.3 機(jī)器人精度補(bǔ)償研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的主要內(nèi)容
第二章 機(jī)器人構(gòu)件動力學(xué)分析
    2.1 動力學(xué)理論基礎(chǔ)
        2.1.1 動力學(xué)方程的建立
        2.1.2 動力學(xué)方程的求解
    2.2 機(jī)器人結(jié)構(gòu)分析
    2.3 機(jī)器人數(shù)字樣機(jī)模型的建立
    2.4 機(jī)器人各組件動力學(xué)仿真分析
        2.4.1 腕部受力分析
        2.4.2 小臂受力分析
        2.4.3 小臂固定座受力分析
        2.4.4 大臂受力分析
        2.4.5 轉(zhuǎn)座受力分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 機(jī)器人靜力學(xué)及模態(tài)分析
    3.1 有限元分析的基本步驟
    3.2 基于ANSYS Workbench的機(jī)器人關(guān)鍵部件靜力學(xué)分析
        3.2.1 腕部靜力學(xué)分析
        3.2.2 小臂靜力學(xué)分析
        3.2.3 小臂固定座靜力學(xué)分析
        3.2.4 大臂靜力學(xué)分析
        3.2.5 轉(zhuǎn)座靜力學(xué)分析
    3.3 模態(tài)分析簡介
        3.3.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)
    3.4 Workbench模態(tài)分析
        3.4.1 腕部模態(tài)分析
        3.4.2 小臂模態(tài)分析
        3.4.3 小臂固定座模態(tài)分析
        3.4.4 大臂模態(tài)分析
        3.4.5 轉(zhuǎn)座模態(tài)分析
        3.4.6 模態(tài)結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 主要零件結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.1 形狀優(yōu)化
    4.2 參數(shù)優(yōu)化
        4.2.1 關(guān)聯(lián)度分析
        4.2.2 嶺回歸模型
        4.2.3 多目標(biāo)優(yōu)化求解
        4.2.4 小臂模型優(yōu)化
        4.2.5 模型預(yù)測結(jié)果檢驗
    4.3 拓?fù)鋬?yōu)化
        4.3.1 變密度法拓?fù)鋬?yōu)化建模
        4.3.2 大臂拓?fù)鋬?yōu)化
        4.3.3 其他主要零件拓?fù)鋬?yōu)化
    4.4 優(yōu)化后構(gòu)件模態(tài)分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 機(jī)器人參數(shù)自標(biāo)定
    5.1 機(jī)器人誤差來源
    5.2 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)建模
        5.2.1 D-H模型
        5.2.2 誤差模型的建立
        5.2.3 機(jī)器人模型參數(shù)
    5.3 參數(shù)辨識
    5.4 PSO算法誤差辨識
        5.4.1 粒子群賦初值
        5.4.2 適應(yīng)度函數(shù)
        5.4.3 粒子群位置更新
        5.4.4 粒子群遷移終止條件
    5.5 仿真與實驗
    5.6 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3784868