裝配機(jī)械手誤差分析與補(bǔ)償方法的研究與應(yīng)用.pdf

1、為了提高裝配機(jī)械手的定位精度，以三關(guān)節(jié)裝配機(jī)械手為研究對(duì)象，詳細(xì)分析了機(jī)械手的靜態(tài)誤差、各連桿的柔性誤差、各關(guān)節(jié)處的隨機(jī)誤差、控制算法中動(dòng)力學(xué)方程的建模誤差以及角速度測(cè)量誤差對(duì)機(jī)械手末端定位精度的影響，針對(duì)不同類型的誤差，分別采用誤差補(bǔ)償、精度優(yōu)化綜合以及改進(jìn)的控制算法來提高機(jī)械手的定位精度。
　　將機(jī)械手的眾多靜態(tài)誤差因素歸類為運(yùn)動(dòng)變量誤差與結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差，以此為基礎(chǔ)，建立了機(jī)械手的靜態(tài)誤差分析模型，對(duì)三關(guān)節(jié)裝配機(jī)械手的靜態(tài)誤差進(jìn)

2、行計(jì)算，結(jié)果顯示:長(zhǎng)度參數(shù)對(duì)機(jī)械手末端位姿精度的影響要明顯小于角度參數(shù)的影響。運(yùn)用柔度矩陣建立機(jī)械手的柔性誤差模型，將計(jì)算結(jié)果與有限元軟件仿真結(jié)果進(jìn)行比較，證明所建立的柔性誤差模型能比較準(zhǔn)確地反映機(jī)械手末端的柔性誤差。
　　在所建立的誤差模型的基礎(chǔ)之上，針對(duì)傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用于機(jī)械手誤差補(bǔ)償時(shí)存在收斂速度慢、易陷入局部極小的問題，引入三次樣條權(quán)函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。以工件的放置位置坐標(biāo)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，建立了

3、基于三次樣條權(quán)函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械手誤差補(bǔ)償模型，并結(jié)合機(jī)械手的控制系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明該算法有較好的補(bǔ)償效果。
　　將機(jī)械手的關(guān)節(jié)間隙誤差以及關(guān)節(jié)伺服定位誤差視作服從正態(tài)分布的隨機(jī)誤差，在利用微分變換對(duì)其產(chǎn)生的誤差進(jìn)行建模的基礎(chǔ)上，利用蒙特卡洛方法產(chǎn)生與各誤差元素對(duì)應(yīng)分布的隨機(jī)變量，并對(duì)機(jī)械手末端的隨機(jī)定位誤差進(jìn)行概率分析。然后根據(jù)對(duì)機(jī)械手不同的工作要求，建立了三個(gè)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù):運(yùn)動(dòng)精度最低化單目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)、誤差波動(dòng)最小

4、化單目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)、綜合考慮運(yùn)動(dòng)精度和誤差波動(dòng)的多目標(biāo)評(píng)價(jià)函數(shù)，其對(duì)應(yīng)的約束條件主要包括運(yùn)動(dòng)精度約束以及隨機(jī)定位約束，將機(jī)械手的精度優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為多元非線性規(guī)劃的問題，對(duì)機(jī)械手的各關(guān)節(jié)精度進(jìn)行了更加合理化的分配。為了提高運(yùn)算速度，采用了MATLAB優(yōu)化工具箱中的遺傳算法對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并采用相對(duì)下降量、運(yùn)動(dòng)精度不均勻量與優(yōu)化效益值來衡量?jī)?yōu)化結(jié)果對(duì)機(jī)械手機(jī)構(gòu)精度的改善程度。
　　針對(duì)機(jī)械手控制器設(shè)計(jì)中存在的動(dòng)力學(xué)方程的建模誤差以及