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工业焊接机器人精度补偿的方法

时间：2017-11-10 来源：机器人在线阅读：6999

工业焊接机器人精度补偿的方法

本文以六自由度PR1400型焊接机器人为研究对象，首先对现有结构进行有限元分析，得出优化前关键零部件的应力、应变云图，然后对机器人的关键部件进行了结构优化设计，对优化前后结构进行对比。之后对影响PR1400型焊接机器人精度的因素进行了分析，并进行了误差建模，最后进行了精度补偿。

本文主要研究内容如下所示:

(1)分析PR 1400型焊接机器人现有结构，建立焊接机器人的虚拟样机，通过ADAMS得到关键零部件在危险姿态下的受力状况，为后续的有限元分析提供边界条件。

(2)利用ANSYS Workbench对关键零部件进行静力分析，得出现有结构在危险姿态下的应力、应变情况。进行模态分析，求解零部件以及整机前6阶固有频率，验证现有结构是否存在共振。

(3)进行PR1400型焊接机器人应力应变实验，通过采集实际工况下焊接机器人关键部件的应力应变数据，验证ANSYS Workbench静力分析结果的可靠性，为后续的结构优化奠定基础。

(4)对PR1400型焊接机器人关键零部件进行尺寸多目标、拓扑优化设计。对优化后的关键部件进行有限元分析，对优化前后相应指标进行对比，说明优化后结构性能更好。

(5)用DH法建立PR1400型焊接机器人的运动学模型，分析误差来源。参考MCPC模型对MDH模型进行修改，添加工具坐标系，在此基础上建立焊接机器人的误差模型。

(6)基于最小二乘法对运动学参数进行了辨识，利用辨识得到的几何参数误差修正机器人的名义参数，设计仿真实验，验证机器人绝对定位精度是否提高。

本章介绍了国内外焊接机器人及相关技术的研究发展现状，得出国内焊接机器人在研制生产过程中与国外相比还存在较大差距。在焊接机器人的传统设计中，依然通过小批量试制样机，然后通过试验验证产品是否达标，生产周期较长，成本高。且现有焊接机器人重复精度级别很高，但是绝对定位精度较低，在一定程度上限制了离线编程的推广。针对以上存在的问题，提出焊接机器人结构优化与精度补偿这一命题，并对本文的主要研究内容进行了叙述。