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随着中国制造2025概念的提出,工业机器人成为我国制造业关注的焦点之一,目前,国内生产的工业机器人在重复精度问题、抑振问题、机械性能问题上都与国外存在一定差距。针对提高机械性能,抑制机器人振动等问题,本文研发制造了一种SCARA水平关节工业机器人,具体工作内容如下:1.首先,本文重点对比了多种SCARA机器人机械传动方式,分析各自优缺点。在此基础上,依据模块化、轻量化、紧凑化的设计思路,结合对比分析结果和设计制造的经济性与合理性,提出一种满足设计需求的各关节传动形式。对关键零部件做设计选型计算以及校核工作,在三维软件环境下建立其结构的模型,并装配出所设计的SCARA机器人样机。2.其次,从结构本体角度考虑有效抑制SCARA机器人末端残余振动的解决方法,本文利用ANSYS Workbench优化了SCARA机器人大臂三维模型,运用有限元分析方法对大臂做静力学分析,得到大臂的应力应变云图及前六阶模态参数。采用拓扑优化方法得到大臂结构建议优化部位分布图。在此基础上,利用MATLAB曲线拟合方法寻找优化最优解,进而得到优化结构尺寸。对比优化前后的大臂结构,表明优化后的结构在机械性能以及固有频率上均有不同幅度的提高。3.最后,从轨迹规划角度考虑有效抑制SCARA机器人末端残余振动的解决方法。将SCARA机器人的大臂小臂结构抽象为水平面内的双连杆结构,并且大臂为刚性杆,小臂为柔性杆,运用假设模态法和拉格朗日方程结合进行动力学建模,得到系统的动力学方程。设计满足SCARA机械臂运动情况的边界条件的转角轨迹方程,代入PID控制方法中设计连杆输入力矩,从而在柔性杆按照预计的轨迹运动时,一阶模态的残余振动得到抑制,仿真的验证也证明了方法的有效性和合理性。