6R型工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)剛度辨識(shí)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、由于具有可編程性、適應(yīng)性強(qiáng)、柔性強(qiáng)和花費(fèi)少等優(yōu)點(diǎn)，如今工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，在加工任務(wù)中也逐漸使用機(jī)器人進(jìn)行操作，比如研磨、去毛刺、拋光和銑削等基本加工任務(wù)。然而機(jī)器人成功應(yīng)用于加工操作的事例卻不多見(jiàn)，究其原因主要是工業(yè)機(jī)器人相對(duì)于傳統(tǒng)的CNC加工中心來(lái)講剛度非常低。典型的關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人的剛度通常都低于1N/，然而標(biāo)準(zhǔn)的CNC加工中心的剛度通常都高于50N/。本文主要工作是通過(guò)對(duì)柔性工業(yè)機(jī)器人的剛度進(jìn)行分析進(jìn)而提高機(jī)器人的加

2、工能力。
　　 本文首先分析了KUAK KR16機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，運(yùn)用D-H方法建立了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，然后進(jìn)行了機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)的推導(dǎo)以及雅可比矩陣的詳細(xì)推導(dǎo)。針對(duì)雅可比矩陣的行列式為零的情況，分析了機(jī)器人的兩類奇異位姿。
　　 其次分析了影響機(jī)器人末端絕對(duì)定位精度的誤差來(lái)源，針對(duì)變形誤差建立了機(jī)器人的關(guān)節(jié)剛度模型，建立關(guān)節(jié)剛度模型應(yīng)滿足下列要求：該模型能準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)任意外力作用下機(jī)器人結(jié)構(gòu)變形值，并且剛度模型應(yīng)該比較簡(jiǎn)

3、單能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)變形補(bǔ)償。建立滿足上述要求的關(guān)節(jié)剛度模型后，為保證辨識(shí)的準(zhǔn)確性又提出了機(jī)器人關(guān)節(jié)剛度辨識(shí)的觀測(cè)方法，保證了機(jī)器人關(guān)節(jié)剛度辨識(shí)實(shí)驗(yàn)的可行性。
　　 然后設(shè)計(jì)了關(guān)節(jié)剛度的辨識(shí)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)滑輪加載裝置在機(jī)器人末端施加外載荷，并使用激光跟蹤儀測(cè)量機(jī)器人末端位移。然后根據(jù)最小二乘法辨識(shí)出關(guān)節(jié)剛度的實(shí)際值，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)方法可行最后設(shè)計(jì)了外載荷作用下機(jī)器人末端變形的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)方法。在機(jī)器人末端直接加載重物塊，通過(guò)補(bǔ)償模型計(jì)算出變形的