6自由度機(jī)器人關(guān)節(jié)間隙誤差分析及仿真
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根據(jù)圖6的坐標(biāo)系建立機(jī)器人空間運(yùn)動(dòng)方程。根據(jù)邊線12和邊線34的偏移角度，假定虛擬關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)2度，其狀態(tài)在運(yùn)動(dòng)過程中不發(fā)生變化。進(jìn)行matlab動(dòng)態(tài)仿真，仿真結(jié)果如圖7。
圖7 仿真軌跡圖
由圖7的仿真圖與圖5的實(shí)際軌跡圖對比可知，兩者的軌跡走向基本一致；從圖8的z向誤差圖可以得知，機(jī)械間隙導(dǎo)致z向有近0.1mm的變化。
圖8 軌跡z向誤差圖
由仿真分析結(jié)果可以斷定，軌跡偏移主要由第2關(guān)節(jié)的軸承間隙引起。
從直觀角度分析：
● 關(guān)節(jié)間隙導(dǎo)致機(jī)器人手臂有一定范圍的滾翻，翻滾角度不變，隨著手臂的展開偏移誤差不斷增大，導(dǎo)致邊線傾斜。
● z向誤差導(dǎo)致筆尖上下移動(dòng)，線條軌跡不均勻。
結(jié)語
本方法將關(guān)節(jié)間隙等效為一個(gè)旋轉(zhuǎn)一定角度的虛擬關(guān)節(jié)，在定性分析的同時(shí)，得到關(guān)節(jié)間隙對機(jī)器人精度的量化誤差。
根據(jù)建立的誤差方程求解機(jī)器人的逆解，部分關(guān)節(jié)軌跡為復(fù)數(shù)解。說明通過算法對于該誤差的補(bǔ)償很有限，機(jī)器人整體機(jī)械結(jié)構(gòu)是決定機(jī)器人精度的關(guān)鍵因素。
對第2關(guān)節(jié)的軸承進(jìn)行調(diào)整，軌跡偏移問題得到解決，可以繪制出規(guī)則的圖形。
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