本文關(guān)鍵詞：基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的6R工業(yè)機(jī)器人可靠性分析

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【摘要】：工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)場應(yīng)用設(shè)備,是能夠靠自身的動力和控制能力自動執(zhí)行任務(wù)的智能裝備。在中國制造2025的大力推進(jìn)下,"機(jī)器換人"這種趨勢,必然使得工業(yè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。于此同時,量產(chǎn)的工業(yè)機(jī)器人其可靠性問題也就日益突出,國內(nèi)外學(xué)者在針對機(jī)器人本體強(qiáng)度、壽命等結(jié)構(gòu)可靠性的研究已經(jīng)非常成熟,但是針對其運(yùn)動性能相關(guān)可靠性的研究并不多。而運(yùn)動參數(shù)(位移、速度、加速度)可靠性是衡量工業(yè)機(jī)器人作業(yè)能力的關(guān)鍵指標(biāo),因此對工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動可靠性的研究無論是理論分析,還是工程應(yīng)用都具有深遠(yuǎn)意義。傳統(tǒng)的可靠性分析一般都需要大量的新產(chǎn)品進(jìn)行試驗,其周期長、費(fèi)用大、效率低。本文主要結(jié)合虛擬樣機(jī)技術(shù),針對6R串聯(lián)工業(yè)機(jī)器人在作業(yè)過程中可能存在的各種隨機(jī)誤差,進(jìn)行可靠性仿真分析。首先對工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動誤差進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,推導(dǎo)位移誤差、速度誤差和加速度誤差的表達(dá)式以及這些輸出運(yùn)動誤差的數(shù)理統(tǒng)計特征;并分別建立了單一隨機(jī)誤差和多項隨機(jī)誤差下的運(yùn)動可靠性計算模型;然后對工業(yè)機(jī)器人可靠性仿真前的技術(shù)難點(diǎn)逐步攻破:實現(xiàn)了SolidWork與ADAMS聯(lián)合參數(shù)化建模;結(jié)合ADAMS二次開發(fā)功能,成功編制了用戶自定義函數(shù)MCRAND,實現(xiàn)了對設(shè)計變量進(jìn)行隨機(jī)修改,保證了隨機(jī)誤差的隨機(jī)性;通過編制循環(huán)仿真程序,實現(xiàn)了每次仿真的結(jié)果的自動輸出與保存;利用MATLAB對仿真結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計處理,并編制可靠度計算模塊以對結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計計算;考慮在關(guān)節(jié)間隙影響下,建立其關(guān)節(jié)間隙矢量模型與間隙尺寸參數(shù)化的物理模型;并分別進(jìn)行單個關(guān)節(jié)間隙影響和多關(guān)節(jié)間隙共同影響下的動力學(xué)仿真,分析了輸出運(yùn)動的位移、速度和加速度偏差值;最后對循環(huán)仿真結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計處理,并用MATLAB編制好的可靠度計算模塊,進(jìn)行計算;通過計算結(jié)果綜合分析間隙誤差對于6R工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動可靠性的影響程度;此外,還針對工業(yè)機(jī)器人易出現(xiàn)的動力源不穩(wěn)定問題進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真,成功將動力源不穩(wěn)定因素轉(zhuǎn)化為驅(qū)動誤差問題;在ADAMS中實現(xiàn)了用樣條型函數(shù)來表示驅(qū)動誤差;并進(jìn)行單一驅(qū)動誤差下和多個驅(qū)動誤差同時存在下的運(yùn)動仿真,分析了驅(qū)動誤差最易發(fā)生的關(guān)節(jié)和最易出現(xiàn)的時間段。最后通過對結(jié)果數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理,利用MATLAB計算模塊計算可靠度;定量分析了驅(qū)動誤差對6R工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動可靠性的影響程度。
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP242.2

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本文編號：1305201