6R型工業(yè)機器人關(guān)節(jié)剛度辨識與實驗研究.pdf

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

2、工能力。
　　 本文首先分析了KUAK KR16機器人的結(jié)構(gòu)特點，運用D-H方法建立了機器人的運動學方程，然后進行了機器人逆運動學的推導以及雅可比矩陣的詳細推導。針對雅可比矩陣的行列式為零的情況，分析了機器人的兩類奇異位姿。
　　 其次分析了影響機器人末端絕對定位精度的誤差來源，針對變形誤差建立了機器人的關(guān)節(jié)剛度模型，建立關(guān)節(jié)剛度模型應滿足下列要求：該模型能準確的預測任意外力作用下機器人結(jié)構(gòu)變形值，并且剛度模型應該比較簡

3、單能夠進行實時變形補償。建立滿足上述要求的關(guān)節(jié)剛度模型后，為保證辨識的準確性又提出了機器人關(guān)節(jié)剛度辨識的觀測方法，保證了機器人關(guān)節(jié)剛度辨識實驗的可行性。
　　 然后設(shè)計了關(guān)節(jié)剛度的辨識實驗。通過滑輪加載裝置在機器人末端施加外載荷，并使用激光跟蹤儀測量機器人末端位移。然后根據(jù)最小二乘法辨識出關(guān)節(jié)剛度的實際值，結(jié)果表明實驗方法可行最后設(shè)計了外載荷作用下機器人末端變形的補償實驗方法。在機器人末端直接加載重物塊，通過補償模型計算出變形的