基于静刚度的混联机器人铣削加工误差分析与补偿方法研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hyflover
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
混联机器人作为一种新型的工业机器人,其综合了并联机构刚度大和串联机构灵活性好的特点,成为航天航空加工领域新的研究热点。目前,国内外针对混联机器人铣削加工误差补偿的研究还不够完善。本文基于Tri Mule混联机器人铣削加工系统,首先分析了混联机器人铣削加工误差的影响因素,建立了混联机器人的末端静刚度模型和切削力模型,提出一种基于静刚度的镜像迭代误差补偿方法,并通过铣削加工实验验证了该误差补偿方法的有效性。本文的研究内容主要包括以下几个方面:通过混联机器人铝合金铣削加工实验,分析了不同加工位置、铣削参数、加工轨迹等因素对混联机器人铣削加工误差的影响规律,并通过正交试验分析了各个因素对铣削加工误差的影响程度,为后续混联机器人加工误差补偿的研究奠定了基础。结合结构矩阵法和虚拟铰链法建立了Tri Mule机器人整机的末端刚度模型,分析了机器人任务空间内不同位置处的刚度变化规律,并利用SAMCEF软件进行了工作空间内不同加工位置处的刚度仿真,验证刚度模型的准确性。在机器人加工误差以及刚度变化规律分析的基础上,提出了一种基于静刚度的混联机器人铣削加工误差补偿方法;建立立铣刀的切削力模型,利用线性回归法辨识了侧刃切削力系数;分别针对直线槽和曲面加工过程,对混联机器人末端铣削加工误差进行补偿,并通过实验验证了该补偿方法的有效性。本文主要的研究内容是提出一种基于静刚度模型的混联机器人铣削加工误差补偿方法,该研究成果能为混联机器人铣削加工误差补偿提供了理论参考。
其他文献
近年来,柔顺机构由于其一体化设计加工、无摩擦、可储能、传动效率高等诸多优势被广泛应用于精密工程、柔性智能结构以及人机交互等领域。随着医疗机器人的快速发展,柔顺机构在医疗手术机器人、康复机器人等方向都起到了重要作用,典型应用场景包括具有力感知的手术器械以及柔顺驱动器等。针对目前手术器械普遍缺乏力感知的问题,本文以活检钳为研究对象,提出了基于柔顺元件的力感知活检器械设计方法;同时针对现有柔顺驱动器大多
学位
碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)/钛合金(Ti-6Al-4V)叠层结构制孔是保证航空结构件装配强度和精度的重要工序。MQL、液氮、超声振动均可提高孔加工质量。为优化叠层制孔工艺,本文进行干切削、MQL、液氮、振动干切削、振动MQL、振动液氮、振动混合条件下的叠层螺旋铣孔实验。采用人工热电偶对CFPR层出口、钛合金层出口、叠层界面三个位置的切削温度进行测量。各冷却润滑条件均有不同程度的降温效果,
学位
微铣削技术是基于传统切削加工发展起来的一项微加工先进制造技术,因其可以加工具有一定形状精度和表面质量要求的微小型化零件,且相对于其他微细加工方法在加工效率、加工成本上有着绝对优势,而广泛应用于精密加工。微铣削独有的尺寸效应导致宏观尺度的切削理论已不能直接应用于微铣削,因此有必要探究微纳尺度下的切削加工机理。其中,微铣削的切削力和表面粗糙度是研究加工过程以及加工质量的重要评价因素。因此,本文采用建模
学位
多机器人系统探测未知环境是移动机器人技术的研究热点。多机器人系统探测环境相对于单机器人来说有着鲁棒性强、效率高等优点,甚至可以完成很多单机器人无法完成的任务。为了提高多机器人环境探测的效率和精度,本文开展了基于马尔可夫决策过程的多机器人环境探测路径规划方法的研究,建立了马尔可夫决策过程模型,发展了两种多机器人路径规划算法来控制多个机器人实现对静态物理场的的探测。论文的主要研究内容如下:(1)在不考
学位
针对个性化、定制化的制造需求及频繁变化的市场环境,传统制造系统投资额度大、规划设计周期长、柔性低,无法适应现代的生产制造模式。可重构制造系统(Reconfigurable Manufacturing System,RMS)凭借其可重构性,通过重构能够改变制造系统的生产功能和生产能力,可以快速响应市场需求变化,及时推出满足制造需求的产品。而布局规划问题一直以来都是RMS研究的重要内容和关键技术之一。
学位
基于折纸模型的刚性厚板折展阵列具有大折展比等优点,在诸如航天航空,建筑,生物,机器人等多个领域有广阔的应用前景。Miura图形是重要的折纸图案之一,可以作为多种复杂折纸图案的构成元素。本文建立了基于Miura的刚性厚板折展阵列动力学模型,并探讨了该折展阵列的动力学特性。论文主要研究成果如下:首先,基于D-H参数法建立了折展结构单元全局及局部坐标系,对折展结构单元进行了几何学与运动学分析,得到了折展
学位
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding)简称FSW,是一种新型的焊接技术。主要用于航空航天、造船、轨道交通与汽车行业。随着FSW技术的不断发展,FSW产品复杂度不断上升,对FSW机床和焊接过程控制提出了更高的要求,当今国内大部分FSW机床的设计是基于文本的设计方式,存在天然的缺陷,不能应对复杂产品的挑战,而且设备缺乏对过程变量的监控,开放程度较低,故需要基于模型的系统思想,设计一种
学位
在军事、航天领域中,具备可调节或者自适应的梯度刚度的双稳态结构得到越来越广泛的应用。对这一类新型结构的研究与分析可为未来国防建设、新兴产业发展等方面的新型结构设计提供理论基础。折纸结构由于具有良好的折展特性与多样化的构型,因此也逐渐被应用于各种工程领域。本文主要研究了一种可旋转缠绕且具备双稳态特性的折纸结构。根据该折纸结构的运动特点,可将其折叠过程分为两部分:刚性折叠阶段和非刚性折叠阶段。本文对不
学位
成组曲面通常是单一曲面绕轴线周向分布的一组型面的总称。成组曲面类零件如:齿轮,叶轮等在汽车制造,航天,航空,船舶,仪器制造等重点工业领域已被广泛应用。随着加工技术的不断进步,对此类零件的误差评定技术也提出了更加严格的要求。渐开线齿轮属于成组曲面类零件中的一种,作为机械领域中最常见的传动零件,如何对其进行更高效,更准确,更通用的曲面加工质量检测评定,已成为当下质量检测和质量控制的重要研究内容。本文以
学位
随着全球制造业竞争的日趋激烈,直纹面作为一类复杂空间型面因其具有特殊的几何特性而在航空航天、汽车、船舶等领域受到广泛的应用。如何在保证加工质量的同时实现高效率的制造生产已成为当前数控加工技术的研究重点。本文主要研究了五轴数控加工中刀具路径进给速度规划方法,涉及加工刀具路径、加工进给速度综合误差约束及加工进给速度规划等研究内容。研究了一种五轴等距双NURBS加工刀具路径模型。分析了有关NURBS曲线
学位