机器人加工系统刚度性能优化研究

作     者：曲巍崴 侯鹏辉 杨根军 黄官平 尹富成 石鑫 QU Weiwei;HOU Penghui;YANG Genjun;HUANG Guanping;YIN Fucheng;SHI Xin

作者机构：浙江大学机械工程学系浙江杭州310027 中航工业陕西飞机工业(集团)有限公司陕西汉中723000 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2013年第34卷第12期

页      面：2823-2832页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：中央高校基本科研业务费专项资金(2012FZA4004) 国家科技支撑计划(2011BAF13B10)~~ 

主　　题：机器人加工系统 刚度辨识 笛卡儿刚度矩阵 遗传算法 姿态优化 

摘      要：工业机器人以其高精度、高效率、低成本和可扩展性等优势正被逐步应用到航空制造领域。然而串联机器人的结构弱刚度问题成为影响其末端定位精度及加工动态性能的首要因素。本文应用冗余机器人的自运动特性,对附加第七轴的机器人刚度性能优化展开研究。首先,基于传统刚度映射模型,通过辨识实验获得机器人关节刚度;然后,在加工位姿及关节角度约束下,以机器人末端刚度椭球沿待加工曲面主法矢方向的半轴长度为优化指标,采用遗传算法进行机器人姿态优化;最后,对优化前后机器人变形进行对比分析,分析结果表明机器人刚度性能优化对增强机器人定位精度、改善加工性能具有重要意义。