检索结果-内蒙古大学图书馆

机电工程 2025年第2期42卷 351-361页

作者：杨洪涛秦鹏飞李莉刘柄瑶金磊姜西祥安徽理工大学机电工程学院安徽淮南232001 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001

随着使用时间的延长,数控机床移动工作台会出现部件磨损、失效等现象,进而导致工作台定位精度降低。为了精确预测移动工作台的精度损失,以数控机床移动工作台为研究对象,在考虑载荷、运动速度、温度和运行时间等影响因素的基础上,建立... 详细信息

随着使用时间的延长,数控机床移动工作台会出现部件磨损、失效等现象,进而导致工作台定位精度降低。为了精确预测移动工作台的精度损失,以数控机床移动工作台为研究对象,在考虑载荷、运动速度、温度和运行时间等影响因素的基础上,建立了工作台的定位误差预测模型,对工作台定位误差随时间的变化情况,进行了理论计算、仿真分析及实验验证。首先,在分析滚动直线导轨副的摩擦磨损机理和负载作用下产生的表面接触变形的基础上,建立了导轨副表面滚珠与滚道在接触载荷作用下的磨损模型,以及滚珠丝杆在电机扭矩、轴向力和温度作用下产生的扭转变形、螺距变化及热膨胀误差模型,还建立了工作台随使用时间变化的定位误差预测模型(因导轨副磨损与滚珠丝杆变形均会使工作台产生定位误差,两部分误差之和为定位精度损失预测模型);然后,开展了不同负载、运动速度、温度等因素影响下的理论计算与仿真分析;最后,在一组特定负载、速度、温度的条件下,进行了定位误差的测量实验,验证了上述预测模型的准确性。研究结果表明:在不同的因素影响作用下,仿真结果、实验结果与理论结果相比,其总体的变化趋势趋于一致,且经拟合对比分析,定位误差的仿真、实验与理论之间的最大相对误差为15.9%。该误差预测模型能够有效预测工作台的定位误差,为数控机床加工精度的预测奠定了基础。

关键词：移动工作台运行时间定位精度损失定位误差模型导轨副磨损模型滚珠丝杆变形热膨胀误差

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柔性医用机械臂末端空间定位误差建模与分析

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甘肃科学学报 2022年第5期34卷 18-25页

作者：张鹏陈惠贤裘应驰雷武乐李双兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050

柔性医用机械臂末端定位的精准性对放疗非常重要,针对柔性医用机械臂末端空间定位精度差这一问题,分析机械臂的关节减速器动态回转误差和连杆柔性引起的末端空间定位误差。利用拉格朗日法建立了柔性医用机械臂的动力学模型,分析RV减速... 详细信息

柔性医用机械臂末端定位的精准性对放疗非常重要,针对柔性医用机械臂末端空间定位精度差这一问题,分析机械臂的关节减速器动态回转误差和连杆柔性引起的末端空间定位误差。利用拉格朗日法建立了柔性医用机械臂的动力学模型,分析RV减速器的动态回转误差,建立RV减速器摆线针轮回转副的啮合刚度模型;在关节传动误差与连杆柔性的耦合作用下建立柔性医用机械臂末端空间定位误差模型,采用近似方法对机械臂动力学模型进行逆动力学求解,并拟合得到RV减速器输出驱动力矩和臂杆模态响应函数,通过仿真对比分析关节减速器RVSHPR-110E、RV320E、RV40E,发现RV减速器的刚度越大其产生的关节传动误差越小,从而造成机械臂末端空间定位误差也就越小。研究为柔性医用机械臂末端空间动态定位误差的补偿提供了理论依据。

关键词：柔性医用机械臂动力学模型逆动力学定位误差模型 RV减速器

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两步误差补偿法提高工业机器人绝对定位精度

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机械科学与技术 2020年第4期39卷 547-553页

作者：朱江新刘吉刚田硕陈琳梁旭斌潘海鸿广西大学机械工程学院南宁530004

针对大部分工业机器人结构需要满足Pieper准则无法直接补偿所有运动学参数误差的问题,提出一种两步误差补偿方法。首先,基于修正的D⁃H法和微分运动学建立机器人定位误差模型,建立机器人末端绝对定位误差与运动学参数误差之间的表达式;其... 详细信息

针对大部分工业机器人结构需要满足Pieper准则无法直接补偿所有运动学参数误差的问题,提出一种两步误差补偿方法。首先,基于修正的D⁃H法和微分运动学建立机器人定位误差模型,建立机器人末端绝对定位误差与运动学参数误差之间的表达式;其次,利用最小二乘法迭代求解出运动学参数误差,并将可直接补偿的运动学参数误差直接补偿到机器人D⁃H配置参数中,将剩余的其它运动学参数误差转换为关节转角补偿值进行间接补偿;最后,搭建实验平台,在川崎RS010NA六自由度工业机器人上进行两步误差补偿实验验证。实验结果表明,通过两步误差补偿后机器人末端平均绝对定位误差由5.4194 mm下降到1.1605 mm,平均绝对定位精度提高约80%,该方法有效地提高了机器人的绝对定位精度。

关键词：工业机器人定位误差模型运动学参数误差两步误差补偿绝对定位精度

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视觉引导机器人制孔位姿控制及精度补偿技术研究

视觉引导机器人制孔位姿控制及精度补偿技术研究

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作者：薛军旗哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着“中国制造2025”概念的提出与实施,国家组织实施大型飞机、民用航天等项目的开展,使得工业机器人越来越多地应用于航空制造业进行零部件的加工及柔性化自动装配中。在航空件制造过程中,存在大量的制孔工作,制孔加工的质量和效率直... 详细信息

随着“中国制造2025”概念的提出与实施,国家组织实施大型飞机、民用航天等项目的开展,使得工业机器人越来越多地应用于航空制造业进行零部件的加工及柔性化自动装配中。在航空件制造过程中,存在大量的制孔工作,制孔加工的质量和效率直接影响飞机的质量和可靠性。重复定位精度作为工业机器人的重要出厂参数指标其精度往往很高,但其绝对定位精度暂未能满足飞机零部件制造及装配对于精度的要求。因而,工业机器人绝对定位精度的提高就成为了亟须突破的首要关键技术。本文以FANUC R2000ic-165F型工业机器人为平台,辅以视觉引导,对机器人制孔位姿控制及精度补偿技术展开研究,主要研究内容如下:首先,对FANUC机器人进行运动学分析及确定制孔法向位姿。利用D-H连杆参数法对FANUC机器人进行运动学建模,并基于所建立的模型进行正、逆向运动学求解。确立视觉相机、刀具刀尖点及孔位之间的位置关系。基于视觉技术获得孔的位置及法向信息,对其进行逆运动学求解,得到此法向位姿下各关节角角度。借助MATLAB Robotics Toolbox对已建立的运动学模型进行仿真验证,通过正、逆解运算验证模型的准确性。其次,在运动学分析的基础上,分析引起工业机器人定位误差的因素。基于连杆参数几何误差,利用微分变换原理建立FANUC R2000ic-165F型工业机器人定位误差模型,依据辨识出的各几何参数误差与位置对该模型进行仿真验证。基于该型机器人所建立的定位误差模型,使用牛顿-拉夫逊迭代算法对其进行精度补偿并进行仿真验证。通过对比工业机器人理想的目标位置和补偿后实际到达的位置,验证补偿的实际效果。再次,根据现场设备情况、实际应用需求及所要达成的目标,采用西门子S7-300系列315-2DP为其CPU,PLC与FANUC机器人之间基于Profibus-DP协议通信连接。基于TIA博途软件完成硬件组态及相应的I/O地址分配,并完成PLC控制程序的编写。利用VS2015中的MFC模块使用C语言编写相机连接的窗口程序,进行视觉图像的显示。最后,搭建实验平台进行加工试验对比分析,利用超景深显微镜对钻削加工后孔的位置精度进行检测,以此来验证定位误差模型及其仿真结果的准确性和机器人的制孔位姿控制及精度补偿的效果。

关键词：工业机器人制孔法向位姿 Profibus-DP 定位误差模型精度补偿

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中子谱仪样品台几何误差建模和灵敏度分析

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中国机械工程 2017年第19期28卷 2305-2310页

作者：李杨吴运新龚海刘磊中南大学机电工程学院长沙410083 高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心长沙410083

介绍了中子衍射残余应力测试谱仪样品台的结构和基于标准探针的定位测量方法;利用多体运动学和齐次变换矩阵建立了基于标准探针定位测量方法的样品台定位误差模型;最后分别对模型中涉及的42个误差分量进行了定位误差的灵敏度分析。分析... 详细信息

介绍了中子衍射残余应力测试谱仪样品台的结构和基于标准探针的定位测量方法;利用多体运动学和齐次变换矩阵建立了基于标准探针定位测量方法的样品台定位误差模型;最后分别对模型中涉及的42个误差分量进行了定位误差的灵敏度分析。分析结果对中子衍射残余应力测试谱仪样品台的精度设计具有参考作用。

关键词：中子谱仪样品台定位测量方法多体动力学定位误差模型灵敏度分析

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机载天文/惯性自主导航系统定位模型的研究

机载天文/惯性自主导航系统定位模型的研究

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作者：郑小强中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所)

学位级别：硕士

机载天文/惯性自主导航系统由于其全自主性和长航时精度高的特点,是目前机载导航系统的理想选择,而机载天文导航系统是组合导航系统长航时高精度的保障。对机载天文导航系统的定位、测姿算法进行推导,误差数学模型的建立以及各误差项的... 详细信息

机载天文/惯性自主导航系统由于其全自主性和长航时精度高的特点,是目前机载导航系统的理想选择,而机载天文导航系统是组合导航系统长航时高精度的保障。对机载天文导航系统的定位、测姿算法进行推导,误差数学模型的建立以及各误差项的分析在机载天文/惯性自主导航系统设计过程中具有重要意义。本文基于此,首先,对机载天文/惯性自主导航系统的系统组成进行介绍,根据其系统特点,建立了机载天文/惯性自主导航系统的坐标系,并且对其坐标系间的变换关系进行了讨论,推导了机载天文/惯性自主导航系统的定位、测姿模型。然后,建立了机载天文/惯性自主导航系统的定位误差模型,对系统的各误差项进行了分析、介绍,这些误差项包括机载天文导航系统自身的误差、安装误差、基准误差以及其它的总共十几项的误差。最后,根据蒙特卡罗法对机载天文/惯性自主导航系统的定位精度进行了仿真计算。其结果表明,所设计的机载天文/惯性自主导航系统定位精度完全能够达到300m(CEP),能够满足飞机长航时的定位要求;计算结果还表明,影响机载天文/惯性自主导航系统定位精度的十多项误差项中,影响最大的是惯性导航系统提供的三个姿态基准的误差,它们的影响因素占机载天文/惯性自主导航系统总的定位误差的50%以上,而轴系与安装对准误差影响也较大。这些分析与计算为下一步的机载天文/惯性自主导航系统设计与精度提升提供了一定的理论基础,并且具有一定的工程参考价值。

关键词：机载天文/惯性自主导航系统定位、测姿模型定位误差模型误差项蒙特卡罗法定位误差计算

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大气折射对甚高频闪电定位的影响分析

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气象科学 2015年第5期35卷 574-580页

作者：杨长业李云高太长江志东解放军理工大学气象海洋学院南京211101

利用GPS探空仪实测数据计算大气折射率的高度廓线,建立大气折射误差模型。并分析大气折射效应对方向交汇、到达时间差以及综合法3种甚高频闪电定位方法测量精度的影响。结果表明,对于定位距离,大气折射对方向交汇法的影响最大,误差最大... 详细信息

利用GPS探空仪实测数据计算大气折射率的高度廓线,建立大气折射误差模型。并分析大气折射效应对方向交汇、到达时间差以及综合法3种甚高频闪电定位方法测量精度的影响。结果表明,对于定位距离,大气折射对方向交汇法的影响最大,误差最大值可达到116.52 m,平均误差为30.18 m;大气折射对时间差法的影响最小,误差最大值约为44.70 m,平均值为12.32 m;对综合法的影响介于二者之间,误差最大值约为58.90 m,平均值为16.74 m。在综合法中,选取离闪电源较远测站进行方向交汇的定位误差是选取较近站点的定位误差的1.6倍,因此应当选取近站点。考虑到GPS授时误差,要保证大气折射对闪电定位造成定位误差小于GPS时间同步带来的误差,3种闪电定位方法的站间距应分别不大于28 km、60 km、45 km。

关键词：雷电大气折射效应闪电定位大气折射率定位误差模型

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六自由度工业机器人全姿态精度补偿方法

六自由度工业机器人全姿态精度补偿方法

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作者：梅东棋南京航空航天大学

学位级别：硕士

以工业机器人为载体的集成化系统是现代工业自动化的一个重要发展方向。随着工业机器人应用的拓展和深入,离线编程技术已经成为机器人广泛应用的支撑。工业机器人具有较高的重复定位精度,而绝对定位精度往往较低不足以满足离线编程的应... 详细信息

以工业机器人为载体的集成化系统是现代工业自动化的一个重要发展方向。随着工业机器人应用的拓展和深入,离线编程技术已经成为机器人广泛应用的支撑。工业机器人具有较高的重复定位精度,而绝对定位精度往往较低不足以满足离线编程的应用需求。因此,研究如何提高机器人绝对定位精度成为了扩展机器人应用的关键问题。本文结合六自由度工业机器人的结构,对机器人误差因素进行综合分析,以激光跟踪仪作为测量系统,制定详细的运动学标定方法提高工业机器人的绝对定位精度。本文主要研究内容如下:⑴分析了连杆坐标系转换关系,求解了机器人基于D-H模型的运动学正解,采用Piper法求解了机器人运动学逆解,并在运动学分析的基础上建立了机器人定位误差模型。⑵分析了各参数误差对机器人定位精度的影响,建立了机器人自重柔度误差模型,研究了耦合机器人柔度的定位误差模型,研究了Levenberg-Marquardt算法解决机器人参数误差最优化问题的求解方法,制定了以笛卡尔补偿法进行位置修正,并通过仿真验证了上述方法的可行性。⑶分别研究了基于误差相似度的均匀采样点和基于可观测度的随机采样点两种采样点规划方法,并对比了两种方法各自的优劣。⑷对提出的机器人标定方法和采样点选取方法进行了试验研究,结果表明经过标定后,机器人末端的绝对位置精度达到0.3 mm,验证了该标定模型和采样点规划方法的可行性和有效性。

关键词：工业机器人定位误差模型柔度误差标定 Levenberg–Marquardt阻尼迭代最小二乘法采样点规划

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精密卧式加工中心的定位运动误差补偿研究