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自动化应用 2022年第11期 118-121页

作者：刘子贵江门职业技术学院广东江门529090

该研究以新松SR6C型工业机器人为对象,研究在加工过程中调整工业机器人的姿态对抑制加工系统的振动作用。通过理论分析,获得工业机器人不同姿态的刚度性能。根据机械臂刚度椭球模型,衡量加工刚度大小。利用工业机器人磨削工件实验,验证... 详细信息

该研究以新松SR6C型工业机器人为对象,研究在加工过程中调整工业机器人的姿态对抑制加工系统的振动作用。通过理论分析,获得工业机器人不同姿态的刚度性能。根据机械臂刚度椭球模型,衡量加工刚度大小。利用工业机器人磨削工件实验,验证了刚度椭球半轴长、机械臂加工的刚度和加工系统振动之间的关系,为研究工业机器人加工产品过程中降低振动提供了参考依据。

关键词：工业机器人刚度椭球振动姿态刚度

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基于Stewart构型的六维力/力矩传感器刚柔度性能研究

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机械设计 2007年第7期24卷 6-8,16页

作者：张景柱徐诚郭凯南京理工大学机械学院江苏南京210094 解放军炮兵学院南京分院江苏南京211132

刚柔度是传感器的基本特性,是在工作空间中定量衡量其性能与结构参数间关系的重要指标。应用并联机器人机构学理论,对基于Stewart结构六维力传感器的性能指标进行理论推导,定义并分析了其刚度和柔度性能指标,为六维力传感器的优化设计... 详细信息

刚柔度是传感器的基本特性,是在工作空间中定量衡量其性能与结构参数间关系的重要指标。应用并联机器人机构学理论,对基于Stewart结构六维力传感器的性能指标进行理论推导,定义并分析了其刚度和柔度性能指标,为六维力传感器的优化设计和工程应用提供理论基础。

关键词：六维力/力矩传感器刚度刚度椭球柔度柔度椭球

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6R工业机器人刚度分析

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机械设计与制造 2015年第2期 257-260页

作者：张永贵刘晨荣刘鹏兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州73005

针对6R工业机器人,在机器人连杆刚性的假设下,推导了机器人柔度矩阵。分析柔度矩阵将其划分为四个子矩阵:力—位移柔度矩阵、力—角位移柔度矩阵、力矩—位移柔度矩阵、力矩—角位移柔度矩阵。在非奇异位姿下,单独考虑力矢量(或力矩矢量... 详细信息

针对6R工业机器人,在机器人连杆刚性的假设下,推导了机器人柔度矩阵。分析柔度矩阵将其划分为四个子矩阵:力—位移柔度矩阵、力—角位移柔度矩阵、力矩—位移柔度矩阵、力矩—角位移柔度矩阵。在非奇异位姿下,单独考虑力矢量(或力矩矢量)对末端线位移(或角位移)的影响,研究使末端产生单位变形时需要在末端施加的作用力,提出机器人力—位移、力—角位移、力矩—位移、力矩—角位移‘刚度椭球’,来表述机器人末端的刚度特性,为机器人刚度研究提供了一种新思路。最后以库卡Kr360机器人为例进行计算。计算表明对于Kr360机器人,在末端作用力矢量、力矩矢量在同一数量级时,可忽略力矩矢量对末端的作用效果。

关键词：工业机器人柔度矩阵刚度椭球

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6R机械臂加工薄壁件振动抑制研究

6R机械臂加工薄壁件振动抑制研究

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作者：白玉龙浙江大学

学位级别：硕士

薄壁件由于重量轻,强度高,整体性能优越,已逐渐应用于各类工程领域。传统薄壁件加工主要以数控机床为主。而相较于数控机床,串联机械臂具有较大的工作空间,工件夹持容易实现,价格相对便宜等优点。于是本文将用机械臂加工薄壁件,并主要... 详细信息

薄壁件由于重量轻,强度高,整体性能优越,已逐渐应用于各类工程领域。传统薄壁件加工主要以数控机床为主。而相较于数控机床,串联机械臂具有较大的工作空间,工件夹持容易实现,价格相对便宜等优点。于是本文将用机械臂加工薄壁件,并主要针对在加工过程中易于出现振动的问题,提出了三种抑制加工振动的方法以提高薄壁件的加工的质量。同时通过大量实验和仿真对上述方法的可行性及效果进行验证。论文的主要内容如下。提出了面向机械臂振动抑制的加工参数优选方法。加工参数包括磨削深度,进给速度,磨刀直径,磨刀转速等。通过大量的单因素对比实验,以平均振幅为评价指标,得出各因素与加工振动之间的关系。同时设计一系列验证实验,对上述结果进行论证,并归纳出加工参数优选的方法。提出了面向机械臂振动抑制的加工刚度优选方法。机械臂加工刚度是姿态的函数。选取几组合理的加工姿态,以刚度椭球模型作为刚度评价指标对其刚度进行评价。设计几组验证实验,验证机械臂加工刚度与振动的关系,并开发机械臂加工刚度优选模块使刚度优选一键实现。提出了面向机械臂主动振动抑制的输入成型器设计方法。输入成型器作为一种前馈控制方法广泛的应用于扰性结构的振动抑制。输入成型器种类繁多,各类型输入成型器的适用场景和抑制效果也不相同。根据机械臂的模态频率设计ZV、ZVD、ZVDD、EI四种输入成型器,并通过仿真模拟以输入成型器鲁棒性及抑制效果作为评价指标,优选出最适于机械臂加工薄壁件系统的EI输入成型器。最后应用“加工参数优选”、“加工刚度优选”、“输入成型器”三种振动抑制方法设计综合实验,并以加工铝制薄片为例,详细说明抑制振动的过程以及振动抑制效果。

关键词： 6R机械臂薄壁件加工振动抑制刚度椭球加工参数优选输入成型器

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关节型机器人铣削加工位姿变化及颤振分析研究

关节型机器人铣削加工位姿变化及颤振分析研究

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作者：杜鑫月吉林大学

学位级别：硕士

工业机器人的普及是实现工业现代化和智能化的重要环节。提高控制精度、系统刚度和加工能力对机器人在高精密制造方面有着重要作用。本文主要围绕关节型串联机器人的刚度模型、铣削分析、运动和刚度性能评价指标、颤振分析和加工方法优... 详细信息

工业机器人的普及是实现工业现代化和智能化的重要环节。提高控制精度、系统刚度和加工能力对机器人在高精密制造方面有着重要作用。本文主要围绕关节型串联机器人的刚度模型、铣削分析、运动和刚度性能评价指标、颤振分析和加工方法优化等方面展开研究。首先,针对型号为KR60-3的KUKA关节型机器人,采用MD-H法进行结构建模,以此得到机器人的运动学和动力学模型。根据各关节刚度得到刚度矩阵,建立机器人静力学刚度模型(刚度椭球模型)。通过铣削加工参数,得到三向平均铣削力,并分析不同铣削参数对表面加工质量影响程度。以上为运动和刚度性能评价指标、颤振分析和加工方法优化提供了理论基础。其次,为了提高机器人的加工性能,并针对机器人可能出现的奇异位姿和低刚度问题,分别在关节空间和笛卡尔空间建立了机器人运动性能指标和刚度性能指标,以此得到了相对理想的加工空间范围,并尽可能避免加工过程中出现奇异位姿和处于低刚度的状态。对机器人刚度性能提高方面,得到了机器人关于臂展长度和冗余角姿态的刚度优化策略。再次,基于Simulink编写了两自由度再生颤振的运动学模型,得到铣削力对低刚度机器人加工末端实时运动轨迹影响。分析机器人铣削的极限切深曲线,得到不同主轴转速下的极限切削深度。对机器人空载振动的幅值进行分析,得到了随机器人臂展增加,振动平均幅值升高,且振动平均幅值随机器人冗余角姿态的变化呈现一定的规律性。最后,针对机器人加工颤振和刚度方面,提出了改变铣削加工方向来抑制颤振的措施,当铣削力方向和机器人末端刚度椭球最大刚度矢量在加工平台的投影向量夹角越小,颤振平均幅值越小,铣削表面加工质量越好。以上研究对于增强机器人的铣削加工能力,抑制颤振,提高表面加工质量具有一定的指导作用。

关键词：机器人刚度椭球铣削加工颤振

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