谐波减速器柔性效应对机械臂末端精度的影响

摘要

在工业机械臂的运动过程中,由于谐波减速器的柔性效应会导致其产生传动误差,进而造成机械臂末端的定位精度下降,针对这一问题,以UR10机械臂为例,为了减小其传动误差,提高机械臂末端的定位精度,分别对谐波减速器和机械臂进行了理论建模及仿真研究。首先,联合ADAMS和ANSYS-APDL,对谐波减速器三维模型进行了仿真分析,研究了不同转速下谐波减速器的传动误差;然后,建立了谐波减速器动态传动误差的动力学方程,采用龙格库塔迭代求解得到了其动态误差曲线,利用数值解验证了仿真解的正确性;最后,分析了不同转速下谐波减速器的传动误差对刚柔耦合机械臂末端执行器的角速度、角加速度以及定位误差的影响规律。研究结果表明:当关节转速为额定转速的70%时,谐波减速器的仿真传动误差范围最小为-8.0″~7.5″,且机械臂末端定位误差最小为1.07 mm,此时传动误差对机械臂末端精度的影响最小,其定位精度最高。