【摘 要】
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根据我国在航空、航天等工业制造领域对混联机器人加工应用的重要需求,针对卧式混联装备普遍存在并亟待解决的重力补偿问题,本文以TriMule卧式混联机器人为典型研究对象,根据该机器人的结构和控制系统的特点,提出了一种TriMule卧式混联机器人的重力补偿策略,并对重力补偿的效果进行了评估同时对重力补偿系统进行了一定的优化。目的是为该类型卧式混联机器人的重力补偿提供一种新的方法和借鉴。首先针对TriMu
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根据我国在航空、航天等工业制造领域对混联机器人加工应用的重要需求,针对卧式混联装备普遍存在并亟待解决的重力补偿问题,本文以TriMule卧式混联机器人为典型研究对象,根据该机器人的结构和控制系统的特点,提出了一种TriMule卧式混联机器人的重力补偿策略,并对重力补偿的效果进行了评估同时对重力补偿系统进行了一定的优化。目的是为该类型卧式混联机器人的重力补偿提供一种新的方法和借鉴。首先针对TriMule卧式混联机器人的结构组成进行简要分析,利用有限元分析软件ANSYS对TriMule卧式混联机器人的虚拟样机进行有限元仿真分析,从而得到机器人在重力场下的末端位置由于自身重力影响而出现沿重力方向的偏移变形规律,同时验证了重力补偿的必要性。然后通过研究TriMule卧式混联机器人的结构方面和控制方面的特点,结合重力补偿领域发展现状的分析提出了一种重力补偿的方案,即根据机器人的Turbo PMAC运动控制系统内的运动学补偿的方法,在运动学中插入重力补偿变量,并在机器人控制系统加入模糊控制环节来赋予补偿变量数值,从而补偿机器人末端位置由于自身重力影响而出现沿重力方向的偏移。具体内容是设计一种带有模糊控制环节的重力补偿系统;即在机器人的上位机界面中加入模糊控制模块（Fuzzy logical toolbox）,并利用Turbo PMAC控制系统与上位机的通讯和实时刷新功能,将当前机器人的末端位置坐标实时输入模糊控制模块里,同时输出重力方向的补偿值,并赋给控制系统内运动学中的重力补偿变量。最后利用激光追踪仪测量和分析机器人末端在空间中的移动轨迹,对重力补偿效果进行了评估。具体方法是:首先通过机器人与激光追踪仪的坐标转换,将机器人的坐标系与激光追踪仪的坐标系转化到同一个坐标系下;进而对施加重力补偿前、后的实际运动轨迹与理论轨迹在重力方向的差值进行比价来验证对机器人的重力补偿效果,最后对该重力补偿系统的补偿效果进行一定程度的优化。
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