6R工業(yè)機(jī)器人終端時(shí)空誤差耦合分析與優(yōu)化研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人終端的位置精度是評價(jià)其性能優(yōu)劣的重要參數(shù)。在多誤差因素耦合作用下，使得機(jī)器人終端很難保持較高的位置精度。因此開展機(jī)器人終端的位置誤差耦合分析，探討各種誤差源相互耦合作用下，對工業(yè)機(jī)器人終端位置精度的影響規(guī)律。根據(jù)影響規(guī)律針對性去優(yōu)化機(jī)器人終端位置誤差，對提高我國國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人的定位精度具有指導(dǎo)作用。本課題來源于國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào):51375519）。本文研究內(nèi)容如下:
　　1、工業(yè)機(jī)器人終端耦合誤差具有時(shí)

2、間尺度上誤差因素與空間尺度誤差因素相互耦合特性。為了研究終端誤差耦合特性，以HSR-JR612工業(yè)機(jī)器人為例，根據(jù)時(shí)間尺度上誤差與空間尺度誤差的不同特性進(jìn)行誤差分離。針對空間尺度上具有隨機(jī)性的誤差，通過蒙特卡洛法進(jìn)行了預(yù)估。對于時(shí)間尺度上的動(dòng)態(tài)誤差，主要分析了在終端不同荷載作用下的變化規(guī)律?；谡`差流理論與D-H法建立機(jī)器人終端誤差的動(dòng)態(tài)時(shí)空耦合模型。
　　2、利用MATLAB軟件對工業(yè)機(jī)器人作業(yè)過程中的動(dòng)態(tài)時(shí)空誤差耦合作用進(jìn)行了

3、仿真研究，得到機(jī)器人各種誤差耦元對其終端位置精度的影響規(guī)律。通過試驗(yàn)優(yōu)化層次分析理論建立時(shí)空誤差耦合耦元貢獻(xiàn)度評價(jià)模型，定量地分析計(jì)算動(dòng)態(tài)時(shí)空誤差耦合之耦元的貢獻(xiàn)度。通過實(shí)例計(jì)算分析，得到影響機(jī)器人終端時(shí)空誤差的各個(gè)誤差耦元的貢獻(xiàn)度，為機(jī)器人終端誤差優(yōu)化與補(bǔ)償提供了科學(xué)的依據(jù)。
　　3、在對工業(yè)機(jī)器人終端誤差耦合耦元貢獻(xiàn)度計(jì)算的基礎(chǔ)上，采用智能算法來優(yōu)化對機(jī)器人影響較大的關(guān)節(jié)柔性誤差，提高其精度性能?；谖灮鹣x算法提出時(shí)變螢火蟲群

4、優(yōu)化算法(TVGSO)，TVGSO根據(jù)螢火蟲與領(lǐng)域內(nèi)所有個(gè)體間的最小距離改變而時(shí)變步長，時(shí)變步長原理基于黃金比分割法，使算法的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性增強(qiáng)。引入Boltzmann選擇機(jī)制，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整移動(dòng)方向與位置，降低求解中的選擇壓力。通過對4個(gè)測試函數(shù)仿真實(shí)驗(yàn)證明:TVGSO簡單有效、穩(wěn)定性好、求解精度高。利用時(shí)變螢火蟲算法對機(jī)器人關(guān)節(jié)柔性變量造成的誤差進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果表明，工業(yè)機(jī)器人終端位置精度和能耗均有所改善。
　　4、以HSR-JR