工业机器人工作空间和误差补偿的分析与仿真-机械制造及其自动化专业论文.docx

万方数据 万方数据 中图分类号： TP242.2 密 级： UDC： 单位代码：10460 工业机器人的工作空间和 误差补偿的分析与仿真 Analysis and simulation of work space and error compensation on industrial robot 申请人姓名 户燕会 申 请 学 位 工学硕士 学 科 专 业 机械制造及其 自动化 研 究 方 向 计算机辅助设计/制造 (CAD/CAM)一体化 导 师 赵俊伟 职 称 教授 提 交 日 期 2010 年 4 月 答 辩 日 期 2010 年 6 月 河南理工大学 河 南 理 工 大 学 学 位 论 文 原 创 性 声 明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他 个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做 的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。 学 位 论 文 作 者 签 名 : 年 月 日 河 南 理 工 大 学 学 位 论 文 使 用 授 权 声 明 本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、 使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构 或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅， 允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、 缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。 必威体育官网网址的学位论文在 解密后适用本授权 。 学位论文作者签名 ： 导师签名： 年 月 日 年 月 日 致 谢 时光如梭，三年的硕士学习即将结束。回顾三年来的时光，我在学习和生活 上得到了老师和同学们无微不至的关怀和无私的帮助。值此论文完成之际，谨向 所有关心和支持我的老师和同学致以崇高的敬意和诚挚的感谢！ 首先感谢的是导师赵俊伟教授，赵老师广博的知识、正直的人格、高尚的品 质、严谨的作风以及在科研上表现出的一丝不苟的态度时时影响和激励着我。在 学习上，赵老师经常抽出时间对我悉心的指导、在生活给予我亲切的关怀，在科 研上，更是给予了我全力的支持，精心的指导，真诚的帮助和谆谆的教诲。在本 文开题和撰写过程中，赵老师不但给我提供了大量的相关文献，而且力求对我所 遇到的每一个问题都有一个明确的解答，在论文审稿过程中，赵老师仔细审阅、 逐字推敲、每一句话的具体说法甚至每一个标点，这些都无不反映出他高度的责 任感和严谨的治学态度。我所取得的每一点成绩都凝聚着赵老师的心血和汗水。 再次向我的导师致以崇高的敬意和衷心的感谢！ 从课题的开始到结束，陈国强老师和黄俊杰老师在论文写作上给予了我极大 的、无私的帮助，没有两位老师的指导，根本无法取得现在的成果。同时要十分 感谢张登攀老师在论文的修改中所给予了极大的帮助。另外，在论文校对过程中 师弟张天成和师妹李艳琴也给予了我较大的帮助，在此一并表示感谢。在论文的 写作过程中，还要感谢河南理工大学研究生处的老师们，感谢他们孜孜不倦的教 诲以及给予的无私帮助。 最后，深深地感谢我的父母，他们是我坚实的后盾，在生活上关心我，在学 习上激励我，使我可以专心向学。他们殷切的希望和真挚无私的爱始终鼓舞着我， 激励着我，是我一生享用不完的财富。 谨以此文献给所有关心、支持我的人们！ 户燕会 二○一○年四月于 河南理工大学 摘 要 随着工业机器人的迅速发展和应用范围的逐渐扩大，关于工业机器人的工作 空间和位姿误差分析方面的问题已经成为机器人领域的热点问题。但是，这些研 究几乎都是针对单一机器人的，利用两台机器人串接来研究机器人的工作空间和 误差补偿等却很少甚至没有。本文基于两台六自由度机器人串接，重点研究工业 机器人的工作空间和误差补偿等问题，主要内容如下： (1)针对 PUMA 六自由度工业机器人的结构，利用关系坐标系建立了 D-H 模 型，分析得到机器人各关节坐标变换矩阵，进而研究其运动学正、逆解问题，为 后续的工作空间分析和误差补偿问题提供理论基础。 (2)在分析 FARO 测量手臂的工作原理的基础上，详细讨论测量臂与工业机器 人连接后误差检测与补偿的流程，为后续分析工业机器人的运动学提供了前提条 件，同时也为工业机器人的工作空间和误差补偿问题的研究奠定基础。 (3)针对测量机器人与工业机器人对接情况下工业机器人的工作空间有别与 单一工业机器人单独工作时的工作空间，而且此时的工作空间是较难确定的问题， 提出用数值法求解工业机器人的工作空间，并运用 MATLAB 软件对处于初始解 时 PUMA 六自由度工业机器人的工作空间进行仿真，得出联动装置的球面角与工 业