TriMule混联机器人的精度综合

摘要

面向高精度铣削加工需求,完成TriMule混联机器人在公差层面上的精度综合.TriMule混联机器人中三自由度并联机构的几何误差源是影响机器人末端位姿精度的主要因素,以其为研究对象,基于矢量法和小摄动原理建立并联机构误差模型,并利用驱动雅可比矩阵和约束雅可比矩阵分离出不可补偿几何误差源和可补偿几何误差源.采用小位移旋量方法建立机构的公差模型,将各类公差以6项自由度(3平动和3转动)的形式表征,进而结合误差模型,得到零部件公差与末端位姿误差的传递函数,完成公差层面的精度建模.为减小精度综合的计算量,同时保证精度综合结果的适用性,利用蒙特卡洛法预估末端参考点位置误差在任务空间上、下平面的分布,进而得到几何误差源对末端位姿精度影响最大的机构位形.最后,以制造成本最小化为目标函数,以精度需求为约束条件,利用MATLAB优化工具箱完成零部件的精度综合.结果表明:垂直度公差t5和同轴度公差t6较小,在设计制造时应予以严格控制;位置度公差t0和尺寸公差t4较大,设计制造时可予以适当放宽.