工业机械臂精度分析及综合

【摘要】工业自动化高速发展的今天,工业机械臂越来越多的代替人工,出现在生产线上。对于不同的工作要求,机器人的手臂会被要求有不同的工作精度。若要生产工业机械臂,同时考虑制造成本,这就不得不考虑其精度设计问题。基于工业机械臂的发展现状和国内外对精度的研究现状,本文介绍了一种精度设计方法,有效的优化平衡了工业机械臂的加工成本和精度可靠性。现今的工业生产中,对设备的精度设计工作大部分都是在成品基础上进行研究,未能融入到设计过程中去,这样就无法体现精度设计的价值。本文基于搬运机器人误差建模虚拟样机,误差传播的传递机理建立了误差矩阵描述。然后利用蒙特卡罗模拟方法,得到直观的机器人的工作精度。而后,为了定量得出各个主误差源对末端误差的影响力,根据误差的独立作用原则,对主要误差源的敏感度进行分析。为优化公差分配和确保产品工作精度提供了理论依据。对于给定工作精度的机器人,如何设定加工公差使其满足要求,同时尽可能的减少加工成本是一个十分重要的工程问题。这决定了虚拟样机能否转化为产品以更好的实现其价值。传统的经验法取公差和统一标准取公差很大程度上造成了成本浪费和精度冗余。本文在调研公差和成本的基础上,建立了公差-成本模型,并采用遗传算法对公差进行优化分配,一定程度上减少了加工成本(保证工作精度的前提下)。最后,本文提出了一种新型的精度设计思路,让精度设计的理念贯彻于机械臂的整个设计过程中,以便更好的分配公差,降低成本,并找出有效的误差补偿方法,提高工作效率。
【作者】王睿；
【导师】冯宝林；
【作者基本信息】中国科学技术大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】工业机械臂；蒙特卡洛；遗传算法；精度设计；误差建模；

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