六自由度焊接机器人运动控制精度的分析与研究

摘要

由于各种原因焊接机器人焊枪的实际位置往往会偏离其理论位置,造成焊接误差。因此精度是决定焊接机器人应用水平一个非常重要的因素。国内焊接机器人的精度要远低于国外。
　　 本论文对六自由度焊接机器人的运动控制精度作了系统的分析研究,各章节简述如下:
　　 第一章指出了焊接机器人在当今社会中的重要地位,阐述了焊接机器人的组成与分类,分析了国内外对焊接机器人的研究现状,阐述了本文要研究的内容和意义。
　　 第二章建立了六自由度焊接机器人的运动模型,用MATLAB的robotics toolbox工具箱对六自由度焊接机器人进行了运动仿真,对六自由度焊接机器人第二关节的关键零件设计了两种方案,并通过ANSYS WORKBENCH进行了受力及变形分析,然后用MATLAB对这两种方案分别进行了仿真,分析了两种方案的响应情况,验证了后一种方案更为优越。
　　 第三章分析了六自由度焊接机器人的误差来源,着重研究了误差来源中结构误差和力变形误差对机器人末端的不同影响。在结构误差中,研究了角度误差和长度误差对机器人末端的影响；在力变形误差中,借助于有限元分析软件ANSYS WORKBENCH研究了力变形误差对机器人末端精度的影响,提出了力变形误差补偿方案。最后用摄动法对六自由度焊接机器人进行了补偿研究与仿真分析,结果证明误差补偿的合理性和有效性。
　　 第四章介绍了六自由度焊接机器人实验台,对六自由度焊接机器人做了结构误差补偿和力变形误差补偿的实验研究。通过对实验数据的分析,验证了误差补偿在机器人提高绝对精度中的重要作用。
　　 第五章总结了论文完成过程中所做的各项工作,并对所研究的内容做了进一步的展望。