【摘 要】
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课题来源于重庆市科委人工智能技术创新重大主题专项项目“面向3C行业机器人协同研发与产业化（cstc2017rgzn-zdyfx0038）”。3C锁紧机器人广泛应用于生产制造与生产产业化中,其中SCARA类型锁紧机器人由于其结构简单、功能全面等优点在3C装配行业广泛使用,且数量最多,应用最广。对与3C产品而言,效率和精度一直是提高的目标,而SCARA锁紧机器人的末端执行器运动轨迹运动平顺性直接影响装
【基金项目】
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重庆市科委人工智能技术创新重大主题专项项目“面向3C行业机器人协同研发与产业化（cstc2017rgzn-zdyfx0038）”；
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课题来源于重庆市科委人工智能技术创新重大主题专项项目“面向3C行业机器人协同研发与产业化（cstc2017rgzn-zdyfx0038）”。3C锁紧机器人广泛应用于生产制造与生产产业化中,其中SCARA类型锁紧机器人由于其结构简单、功能全面等优点在3C装配行业广泛使用,且数量最多,应用最广。对与3C产品而言,效率和精度一直是提高的目标,而SCARA锁紧机器人的末端执行器运动轨迹运动平顺性直接影响装配过程中精度和效率,但传统的路径优化较少涉及运动平顺性。因此,开展3C锁紧SCARA机器人加工路径平顺性和路径优化研究对于提高加工效率和精度等问题具有实际研究的理论价值和工程意义。论文主要研究内容如下:（1）对SCARA机器人进行DH法建模,构建机器人位姿矩阵方程,并通过位姿矩阵求出正解,将机器人逆解问题转化问非线性多线函数求极值模型,并对机器人运动模型进行参数化建模。（2）对3C锁紧SCARA机器人装配状态分析,求解螺钉锁紧时偏角的范围参数。分析SCARA机器人在3C流水线上的笔记本加工模型,建立以总长度最短为目标的锁紧装配路径优化数学模型。利用B样条插值法优化轨迹,求解出B样条插值函数表达式,并对轨迹的速度、加速度等参数进行约束。（3）分析蚁群算法对多元非线性函数求极值和多区域路径寻优求解的原理及优势,构建基于适应度函数的蚁群算法求解函数和路径寻优的求解过程,并针对多区域浮动孔设计位置的要求对蚁群初始种群分布进行设计,保证求解的精度和避免陷入局部最优。（4）综合3C锁紧机器人运动平顺性-加工路径优化模型,分别对螺栓孔位置固定、浮动情况下的3C锁紧机器人运动平顺性-加工路径优化模型进行求解,比较固定孔下最优路径、固定孔考虑平顺性优化和多区域浮动孔平顺性优化条件的路径长短,确定轨迹优化、多区域浮动孔位置等条件对最优路径的影响因素。利用算法求出SCARA机器人逆解,并对固定孔最优路径的轨迹、固定点考虑平顺性优化的轨迹、多区域浮动孔考虑平顺性优化后的轨迹进行比较,证明轨迹优化的必要性和效果。
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