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一种新型串并联六自由度喷涂机器人位置误差仿

机器人 | 发布时间:2017-07-18 | 人气: | #评论# |本文关键字:喷涂机器人,仿真
摘要:为了对本文喷涂机器人误差进行进一步的分析与研究,有必要将己求出的喷涂机器人位置与姿态误差模型编写如MATLAB进行仿真。这里将喷涂机器人的关节变量依据表2-1中给出的变化范围

为了对本文喷涂机器人误差进行进一步的分析与研究,有必要将己求出的喷涂机器人位置与姿态误差模型编写如MATLAB进行仿真。这里将喷涂机器人的关节变量依据表2-1中给出的变化范围设置成为时间变量t的函数,如式(3-55 ),使得每个采样时间点都有一组关节变量对应着一组位置与姿态误差。

根据一般情况,可以将每个长度误差参数设置为0.1mm,每个角度误差参数设置为0.05°。根据本文第二章表2-1可知一下参数:具体误差参数设置如下表:

   依据3. 2最后的步骤我们可以得到本文研究对象串并联喷涂机器人的误差模型,将上述的参数带入到误差模型中并运用MATLAB进行仿真并将喷涂机器人末端X、Y、Z分量位置误差和末端综合位置误差随时间t的变化曲线绘制如图3-2、图3-3:

        图3-2与图3-3是长度误差设置为0. 1mm和角度误差设置为0. 05°。时的末端X, Y, Z的分量位置误差与综合位置误差,为了进一步分析影响喷涂机器人误差的各项因素,现在改变长度误差设置与角度误差设置值并于图3-2与图3-3进行对比分析。先改变长度误差设置值,将其设置为0.02mm(为原来误差设置值的1/5),角度误差设置值为0.05°(与原来误差设置值一致),运用MATLAB绘制末端分量位置误差与综合位置误差随时间t的变化曲线如图3-4与图3-5:


喷涂机器人将图3-2与图3-4进行对比、图3-3与图3-5进行对比可以看出,当改变长度误差设置值时,喷涂机器人的末端X, Y, Z的分量位置误差与综合位置误差并没有明显的改变,两者的误差随时间的变化曲线趋于一致。

再将喷涂机器人角度误差设置值设置为0. 01°(为原来误差设置值的1/5),长度误差设置值为0. 1mm(与原来误差设置值一致),运用MATLAB绘制末端分量位置误差与综合位置误差随时间t的变化曲线如图3-6与图3-7:

       将图3-2与图3-6进行对比、图3-3与图3-7进行对比可以看出,当改变角度误差设置值时,喷涂机器人的末端X, Y, Z的分量位置误差与综合位置误差有明显的改变,两者误差随时间的变化曲线跟原来的曲线相比其振幅大大的降低了。

       总结改变长度误差设置值与改变角度误差设置值之后喷涂机器人末端分量位置误差与综合位置误差曲线的变化可以得出:当改变长度误差设置值时,分量位置误差与综合位置误差没有明显的变化,则可以认为该串并联喷涂机器人的杆件长度误差对其末端工作位置误差产生的影响较小,几乎不影响喷涂机器人的正常工作;当改变角度误差设置值时,分量位置误差与综合位置误差有明显的变化,两者随时间的变化曲线比起原来的曲线其振幅降低了很多,则可以认为该串并联喷涂机器人的关节角度误差对其末端工作位置误差产生的影响较大,影响了喷涂机器人的正常工作。

       由此可见,关节角度误差是影响喷涂机器人末端工作位置误差的主要因素,杆件长度误差对其末端工作位置误差的影响较小。这种原因可能是由于在进行位置误差建模时,角度误差参数常常会乘以一些杆件尺寸,由于杆件尺寸较大,角度误差参数会被成倍的放大,以至于改变角度误差参数会对末端工作位置的影响会变得很大,而长度误差参数并没有被放大,所以不会对末端工作位置影响有限。因此,为了使机器人精度提高,在设计,加工与装配阶段时减少喷涂机器人关节角度误差是最为有效的措施之一。


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