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一种基于灵敏度分析的切削加工 机器人本体参数描述方法

阅读：425发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，涉及机器人加工技术领域。针对切削加工机器人的类型繁多、结构复杂、参数量大等问题，采用方案：依据机器人结构参数分析机器人动特性的灵敏度，制定参数描述的精度准则与规范，其中，机器人结构参数包括功能组件、关节连接方式、结构组成三类；根据制定参数描述的精度准则与规范，对机器人的三类参数进行灵敏度分析，并分别生成描述文件；采用XML文件格式作为载体，开源xml文件生成器将前述生成的三类描述文件整合生成机器人本体参数的描述文件。本发明可以体现各结构参数之间的类型区别和从属关系，可以提高不同类型机器人的参数测量和描述效率。，下面是一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，其特征在于,包括：
依据机器人结构参数分析机器人动特性的灵敏度，制定参数描述的精度准则与规范；
采用标准化的文件格式作为载体，将分析结果生成能够完整描述机器人本体参数的规范文件。
2.根据权利要求1所述的一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，其特征在于，所述机器人结构参数包括功能组件、关节连接方式、结构组成三类，其中，所述功能组件包括驱动单元、连杆单元、减速器单元，
所述关节连接方式包括一体化连接、联轴器连接，
所述结构组成包括串联、并联、串并联结合；
根据制定参数描述的精度准则与规范，对功能组件、关节连接方式、结构组成三类参数进行灵敏度分析后，分别生成功能组件参数的描述文件、关节连接方式参数的描述文件、结构组成参数的描述文件。
3.根据权利要求2所述的一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，其特征在于，作为载体采用的标准化文件格式为XML文件；
开源xml文件生成器将功能组件参数的描述文件、关节连接方式参数的描述文件、结构组成参数的描述文件整合生成机器人本体参数的描述文件。
4.根据权利要求1所述的一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，其特征在于，依据机器人结构参数分析机器人动特性的灵敏度，具体操作包括：
依据机器人结构参数建立机器人仿真模型；
依据机器人仿真模型，建立仿真动刚度模型；
以仿真动刚度模型为目标函数，对机器人结构参数进行灵敏度分析；
确定机器人结构参数变化对机器人控制系统动态特性的影响的灵敏度，并据此制定参数描述的精度准则与规范。
5.根据权利要求4所述的一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，其特征在于，依据仿真动刚度模型的灵敏度分析结果，将结构参数划分为敏感参数和非敏感参数；
对敏感参数使用精度较高的仪器进行更加精确的测量，采用精度更高的算法进行参数计算和描述；
对非敏感参数则可以简化其测量、描述过程；
仿真动刚度模型的灵敏度分析结果，可以为机器人切削加工系统的动力修改提供依据。
6.根据权利要求4所述的一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，其特征在于，所述参数描述的精度准则与规范是由机械工程师通过计算编程分析权衡结构参数灵敏度之后人工制定的。

说明书全文

一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法

技术领域

[0001] 本发明涉及切削加工机器人，具体的说是一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法。

背景技术

[0002] 工业机器人技术的进步和应用是推动我国智能制造发展的重要手段和关键环节。工业机器人柔性高、成本低、工作空间大、位姿控制灵活，将其应用于切削加工，能够适应多品种、小批量、现场加工的现代生产模式要求，显著降低生产成本，提高设备和加工空间的利用率，有效提升技术创新速度和企业竞争力。但由于工业机器人存在重复定位精度低、刚度差、误差分析控制繁琐等问题，极大限制了机器人在切削加工领域的应用。

[0003] 如何对切削加工机器人的误差进行有效的分析，提高加工精度，是推动机器人切削加工应用的关键问题。而实现(六自由度串联)切削加工机器人本体信息的参数化描述，则是对其进行参数化误差分析的基础，也是实现对多种类型机器人误差分析的必然选择。由于机器人类型繁多、结构复杂、参数量大，为提高参数测量和描述的效率，亟需一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法。

发明内容

[0004] 本发明针对切削加工机器人的类型繁多、结构复杂、参数量大等问题，提供一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，以通过各结构参数对机器人动特性的灵敏度分析，制定参数描述的精度准则与规范，并形成机器人本体参数的规范化描述文件。

[0005] 本发明的一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，解决上述技术问题采用的技术方案如下：

[0006] 一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，包括：依据机器人结构参数分析机器人动特性的灵敏度，制定参数描述的精度准则与规范；

[0007] 采用标准化的文件格式作为载体，将分析结果生成能够完整描述机器人本体参数的规范文件。

[0008] 具体的，所涉及机器人结构参数包括功能组件、关节连接方式、结构组成三类，其中，

[0009] 功能组件包括驱动单元、连杆单元、减速器单元，

[0010] 关节连接方式包括一体化连接、联轴器连接，

[0011] 结构组成包括串联、并联、串并联结合；

[0012] 根据制定参数描述的精度准则与规范，对功能组件、关节连接方式、结构组成三类参数进行灵敏度分析后，分别生成功能组件参数的描述文件、关节连接方式参数的描述文件、结构组成参数的描述文件。

[0013] 更具体的，作为载体采用的标准化文件格式为XML文件；

[0014] 开源xml文件生成器将功能组件参数的描述文件、关节连接方式参数的描述文件、结构组成参数的描述文件整合生成机器人本体参数的描述文件。

[0015] 具体的，依据机器人结构参数分析机器人动特性的灵敏度，具体操作包括：

[0016] 依据机器人结构参数建立机器人仿真模型；

[0017] 依据机器人仿真模型，建立仿真动刚度模型；

[0018] 以仿真动刚度模型为目标函数，对机器人结构参数进行灵敏度分析；

[0019] 确定机器人结构参数变化对机器人控制系统动态特性的影响的灵敏度，并据此制定参数描述的精度准则与规范。

[0020] 更具体的，依据仿真动刚度模型的灵敏度分析结果，将结构参数划分为敏感参数和非敏感参数。其中，

[0021] 对敏感参数使用精度较高的仪器进行更加精确的测量，采用精度更高的算法进行参数计算和描述；

[0022] 对非敏感参数则可以简化其测量、描述过程。仿真动刚度模型的灵敏度分析结果，可以为机器人切削加工系统的动力修改提供依据。

[0023] 优选的，所涉及参数描述的精度准则与规范是由机械工程师通过计算编程分析权衡结构参数灵敏度之后人工制定的。

[0024] 本发明的一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，与现有技术相比具有的有益效果是：

[0025] 1)本发明的描述方法能够对影响机器人加工做工程动态特性的结构参数进行完整且规范性的描述，该描述可以体现各结构参数之间的类型区别和从属关系，并作为误差分析与补偿的输入信息，还可以提高不同类型机器人的参数测量和描述效率，解决因机器人种类繁多、结构复杂、参数量大而不能对参数进行统一格式描述的问题；

[0026] 2)本发明的描述方法可以根据灵敏度分析的结果将结构参数划分为敏感参数和非敏感参数，通过对敏感参数和非敏感参数的不同测量和描述过程，在保证精度的基础上提高工作效率的同时，为机器人切削加工系统的动力修改提供依据。附图说明

[0027] 附图1是本发明的机器人本体参数描述文件的生成流程图。

具体实施方式

[0028] 为使本发明的技术方案、解决的技术问题和技术效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

[0029] 实施例一：

[0030] 结合附图1，本实施例提出一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，包括：

[0031] 依据机器人结构参数分析机器人动特性的灵敏度，制定参数描述的精度准则与规范；

[0032] 采用标准化的文件格式作为载体，将分析结果生成能够完整描述机器人本体参数的规范文件。

[0033] 在本实施例中，所涉及机器人结构参数包括功能组件、关节连接方式、结构组成三类，其中，

[0034] 功能组件包括驱动单元、连杆单元、减速器单元，

[0035] 关节连接方式包括一体化连接、联轴器连接，

[0036] 结构组成包括串联、并联、串并联结合；

[0037] 根据制定参数描述的精度准则与规范，对功能组件、关节连接方式、结构组成三类参数进行灵敏度分析后，分别生成功能组件参数的描述文件、关节连接方式参数的描述文件、结构组成参数的描述文件。

[0038] 在本实施例中，作为载体采用的标准化文件格式优选为XML文件。开源xml文件生成器将功能组件参数的描述文件、关节连接方式参数的描述文件、结构组成参数的描述文件整合生成机器人本体参数的描述文件。

[0039] 在本实施例中，依据机器人结构参数分析机器人动特性的灵敏度，具体操作包括：

[0040] 依据机器人结构参数建立机器人仿真模型；

[0041] 依据机器人仿真模型，建立仿真动刚度模型；

[0042] 以仿真动刚度模型为目标函数，对机器人结构参数进行灵敏度分析；

[0043] 依据仿真动刚度模型的灵敏度分析结果，将结构参数划分为敏感参数和非敏感参数，其中，

[0044] 对敏感参数使用精度较高的仪器进行更加精确的测量，采用精度更高的算法进行参数计算和描述；

[0045] 对非敏感参数则可以简化其测量、描述过程；

[0046] 仿真动刚度模型的灵敏度分析结果，可以为机器人切削加工系统的动力修改提供依据。

[0047] 确定机器人结构参数变化对机器人控制系统动态特性的影响的灵敏度，由机械工程师通过计算编程分析权衡结构参数灵敏度之后人工制定参数描述的精度准则与规范。

[0048] 综上可知，采用本发明的一种基于灵敏度分析的切削加工机器人本体参数描述方法，能够对影响机器人加工做工程动态特性的结构参数进行完整且规范性的描述，可以体现各结构参数之间的类型区别和从属关系，并作为误差分析与补偿的输入信息，还可以提高不同类型机器人的参数测量和描述效率，解决因机器人种类繁多、结构复杂、参数量大而不能对参数进行统一格式描述的问题。

[0049] 以上应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了详细阐述，这些实施例只是用于帮助理解本发明的核心技术内容。基于本发明的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作出的任何改进和修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

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