TriMule混联机器人的精度综合

作     者：刘海涛 潘巧 尹福文 董成林 Liu Haitao;Pan Qiao;Yin Fuwen;Dong Chenglin

作者机构：天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2019年第52卷第12期

页      面：1245-1254页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2017YFB1301800) 国家自然科学基金资助项目(51622508) 天津市科技计划资助项目(17ZXZNGX00080)~~ 

主　　题：误差建模 公差建模 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.