一种混联喷涂机器人的标定及轨迹规划技术.pdf
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2022-11-19
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一种混联喷涂机器人的标定及轨迹规划技术
喷涂机器人是一款被广泛应用于汽车喷涂生产线上的自动化设备,它极大地
提高了汽车车身喷涂的质量和效率。喷涂机器人的精度、喷涂轨迹、待喷涂工件
表面形状及喷枪的工艺参数等因素都直接影响着喷涂质量的优劣。
本文以提高机器人喷涂质量为研究目标,以一款自主研发的固定式六自由度
混联喷涂机器人作为研究对象,从运动学标定技术入手,围绕误差建模、参数辨识、
终端测量等关键步骤进行研究,提出一套完整的运动学标定方案。在确保机器人
运动精度后,本文通过研究不同喷涂轨迹下的涂料分布,对工艺参数进行优化,提
出一种保证涂层厚度均匀的轨迹规划方法。
具体研究内容如下:针对该自主研发的混联喷涂机器人,通过结构等效的方
法对机器人运动学建模方法进行分析,并在此基础上建立了机器人的误差模型及
辨识模型。针对误差参数耦合性强的问题,提出一种基于辨识模型的冗余误差参
数消除方法。
由于车身表面曲率较小,喷涂机器人对位置精度的要求往往大于姿态精度。
因此,本文对机器人终端少自由度测量的可行性进行分析,研究了终端姿态测量
数据的缺失对终端位置精度保证的影响,并在此基础上提出基于激光跟踪仪的机
器人终端位置测量方案。
此外,在辨识算法方面,本文提出了岭估计算法参数的快速选取方式,并对比
了岭估计算法及最小二乘法的辨识性能。接着,结合机器人控制系统的控制策略,
提出了基于轨迹补偿的误差补偿方案。
除喷涂机器人的精度外,喷涂轨迹是影响喷涂涂层质量的另一重要因素。本
文通过建立喷枪定点喷涂、单条轨迹喷涂及往复式喷涂在平面和自由曲面上的涂
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