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基于关节耦合补偿提高机器人绝对定位精度

2021-01-13刘华辉马忠睿梁旭斌潘海鸿

装备制造技术 2020年10期

陈 琳,刘华辉,马忠睿,梁旭斌,林 志,潘海鸿

(广西大学机械工程学院/实训中心,南宁530004)

0 引言

目前,大多数六自由度工业机器人的重复定位精度在0.1 mm以上[1-2],可以满足电子产品制造、汽车生产、焊接等工业应用的基本要求。然而,随着技术的发展,特别是在航空航天和精密制造领域,机器人的生产需求要求机器人具有较高的绝对定位精度[3-5]。六自由度工业机器人的结构设计中,为增加末端执行器的灵活性和快速响应性,需减轻大小臂和手腕部分的重量,一般是将臂关节和腕关节的驱动电机向腰部(基座)方向移动。这导致部分关节的运动传递线路加长,各关节的运动不可避免地相互影响,即产生耦合运动(称为单向耦合)。机器人关节耦合会导致关节角运动不到位,是影响机器人末端绝对定位精度误差因素[6-7]之一。

目前国内外关于机器人关节耦合运动对机器人绝对定位精度影响的研究较少。韩建达[8]等分析机器人关节加速度反馈解耦控制的开环模型,提出闭环控制策略的设计准则。林义忠[9]等分析耦合运动产生的原因,探讨耦合运动造成的驱动电机的功率冗余现象。王战中[10]等找出耦合运动对手腕运动学和动力学性能的影响规律,并进行动力学仿真,对机器人关节驱动电机的选型提供重要参考意义。

上述研究都是从运动学或动力学的理论仿真层面研究分析机器人关节耦合运动的影响,缺少实际工业环境中研究关节耦合对机器人绝对定位精度的影响。……

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