現(xiàn)代制造業(yè)越來越需要深化新型工業(yè)化產業(yè)化的同步發(fā)展,而新型工業(yè)化就標志著對裝配機器人的應用和普及更加廣泛,而其中最核心的性能就是裝配機器人的精度參數(shù),尤其是重復定位精度。所以對于裝配精度尤其是高速工況下的誤差的研究,探索誤差因素和影響就極其重要。本文針對SCARA關節(jié)機器人內部傳動結構進行優(yōu)化,并計算綜合誤差,具體工作內容如下:1.本文詳細介紹和分析了SCARA機器人常見的傳動結構,對比后在此基礎上進行優(yōu)化,得到一種新型SCARA機器人傳動結構,簡化后的傳動結構減少了同步帶的傳動誤差,提高了運動性能。然后系統(tǒng)地介紹了描述機器人連桿關系的D-H矩陣建立方法及相關的位置參數(shù)定義。通過對比國內外SCARA機器人的研究現(xiàn)狀,總結了各種計算機器人靜態(tài)和動態(tài)誤差的分析模型,確定了本文的誤差計算方法。2.采用分析計算與軟件仿真相結合的方法,針對SCARA機器人的實際工況,在Solidworks中建立機器人三維本體模型。在此基礎上在Matlab Robotics工具箱中建立機器人連桿模型,針對不同的關節(jié)轉角和軌跡進行運動學驗證計算正解和逆解,并對機器人進行軌跡規(guī)劃。建立運動學誤差模型后,對負載下大臂和... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

生產線的裝配機器人和DELTA裝配機器人在種類眾多的裝配機器人中，SCARA工業(yè)機器人占據(jù)了重要的份額，其誕生至今

SCARA裝配機器人傳動結構優(yōu)化及其誤差分析2圖1.1生產線的裝配機器人和DELTA裝配機器人在種類眾多的裝配機器人中，SCARA工業(yè)機器人占據(jù)了重要的份額，其誕生至今已有四十余年[6]，其優(yōu)點有結構緊湊、動作靈活，速度快、位置精度高。SCARA水平機器人是目前裝配作業(yè)中最為廣泛使用的機器人。目前電子產品生產流程中，裝配環(huán)節(jié)要求日益增高，需要更加地高速和高精度，更加地高效和準確。所以未來裝配機器人的發(fā)展方向關鍵在于提高高速裝配機器人的精度[7]，提高產品質量，提高加工過程的可靠性，從而增強相關企業(yè)的競爭力。如果提升機器人的裝配精度，就可以使機器人滿足各種精密復雜裝配的需求，同時提高了生產效率和精度，對于提高產品的精度和附加生產值具有重要的作用。圖1.2EPSON壁掛式SCARA機器人在此背景下，相關研究工作應運而生，本課題來源于北京易拓智譜機器人公司的SCARA機器人生產項目，為常見SCARA機器人的基礎上進行結構優(yōu)化的產品。SCARA機器人是一種平面關節(jié)型的裝配機器人，具有水平面內移動抓取的功能，滾珠絲杠和花鍵軸在垂直方向上做伸縮和旋轉運動。它的平面轉動關節(jié)具有順應性，適合于平面定位、垂直方向安裝的裝配任務。對于高精度的產品來說，微小的誤差就可能導致產品不合格，例如裝配手表中0.02mm的誤差就可能導致產品的失敗。但是

咎?�。那么�?煤肧CARA裝配機器人，就會大大提升效率和精確度，同時也能降低成本。近年來，虛擬現(xiàn)實技術作為機器人發(fā)展的一個新方向[8]，在仿真環(huán)境中模擬物理樣機和環(huán)境，已成為近年來出現(xiàn)的一項新技術。它可以模擬工業(yè)機器人的實際工作狀態(tài)，檢查是否存在結構誤差和運動誤差，并校核設計的可行性。圖形仿真仿真結果可以用圖形和視覺表達，也可以得到一些工業(yè)機器人運動控制規(guī)律，同時減少了實際調試條件，增強仿真效率。本文利用MATLAB工具箱和ADAMS剛體仿真軟件對虛擬樣機進行了仿真，得到各種因素對誤差的影響結果。圖1.3SCARA機器人在精密裝配中的應用對于負載工況下機器人的裝配流程，如何提高精度，尤其是高速工況下的定位精度和重復定位精度，這對于提高機器人的工作能力顯得尤為關鍵。例如在高速負載的工況下，盡量減少慣性力和負載造成的連桿柔性變形以提高精度，并計算出對應的動態(tài)誤差進行補償就尤為重要。如通過選購“力矩傳感器”配件[9]，機器人可以自主測量扭矩變形，無需人工校準，節(jié)省了時間提高了企業(yè)的生產效率�？傊畬τ诟咚俟r下的裝配機器人的綜合精度分析，考慮連桿柔性變形，并建立綜合誤差模型就顯得尤為重要。1.3SCARA機器人研究現(xiàn)狀及誤差計算方法1.3.1SCARA機器人發(fā)展現(xiàn)狀裝配機器人在國外的發(fā)展研究[10]，特別是在美國，日本，德國，傳統(tǒng)制造業(yè)作為代表的工業(yè)強國，已經發(fā)展多年，具有雄厚的經濟實力和豐富的制造業(yè)經驗。國外研究者始終占據(jù)著技術創(chuàng)新領域的領先地位，他們對復雜的機械精度和運行精度進行了深入的研究。這些國家研究生產裝配機器人的水平，無論在質量或數(shù)量上都占據(jù)著主導地位，這對中國的制造業(yè)發(fā)展是很不利的[11]。近年來，在中國的一些學者已經意識到機器人裝配精度的重要性，開展了大量?

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[4]類SCARA動平臺可連續(xù)回轉并聯(lián)機器人機構的誤差分析[D]. 韓瀟.河北工業(yè)大學 2013
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[7]機器人用RV減速器動力學性能分析[D]. 姜振波.大連交通大學 2010
[8]串聯(lián)機器人位姿誤差的綜合分析[D]. 費曉光.東北大學 2009
[9]SCARA機器人小臂結構特性分析[D]. 張紅.天津大學 2008
[10]基于ADAMS平臺的柔性體仿真理論的若干研究[D]. 戴洪光.合肥工業(yè)大學 2008



本文編號：3055732