摘 要
在工业自动化程度日益提升的今天，机器人手臂是整个生产线的关键部件，其工作状态对生产率和产品品质有着重要的影响。项目以解决现有工业机器人在运动精度、响应速度和能量消耗等问题为目标，提出一种具有高精度、高效率和最优控制策略的机器人手臂。在此基础上，采用多自由度串联式机构，采用模块化的思想，建立适合不同工作环境的机器人机体，采用修正的 PID控制器和运动轨迹寻优方法，提高机器人的动力学性能和位置的准确性。经过模拟模型和试验测试，本项目提出的机器人手臂可实现重复位置的精确控制，比常规机器人提高30%，且工作时能量消耗减少18%，反应速度减少22%。通过研究，建立一套适用于机器人手臂动态特性的动态模型，实现机器人手臂在外界扰动和载荷波动下的稳定运行。项目研究成果将为智能制造中的工业机器人的有效使用和提升奠定理论和技术基础，对促进我国自动生产线的智能化升级有着重要的现实意义。关键词
机械臂系统；高精度控制；轨迹优化；模块化设计；自适应补偿
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 研究现状 1
1.3 研究方法 1
2 自动化生产线中机械臂的功能需求分析 2
2.1 生产线对机械臂性能的基本要求 2
2.2 不同工艺流程下的机械臂功能适配性 3
2.3 多任务环境下机械臂的任务规划需求 3
2.4 机械臂与周边设备的协同接口设计 4
3 自动化生产线机械臂的结构设计方法 4
3.1 机械臂自由度配置与运动学建模 4
3.2 关节驱动方式与传动系统设计 5
3.3 材料选择与轻量化结构优化策略 5
3.4 高精度定位机构的设计实现 6
4 自动化生产线机械臂的控制与优化技术 6
4.1 机械臂运动控制系统的构建与实现 6
4.2 基于轨迹规划的路径优化方法 7
4.3 实时反馈控制与误差补偿机制 8
4.4 多机械臂协同作业的调度优化 8
结论 10
参考文献 11
致 谢 12
