晶圆传输机器人振动分析与轨迹控制.docx

硕士学位论文晶圆传输机器人振动分析与轨迹控制(附录)VIBRATIONANALYSISANDTRAJECTORYCONTROLFORWAFERTRANSFERROBOTXXXX大学2011年6月目录-I-目录第1部分模型验证与评估11.1初始条件确定11.2MATLAB算法实现21.3ADAMS仿真6第2部分振动分析与轨迹控制112.1振动分析112.1.1机器人结构对振动影响112.1.2电机运动对振动的影响112.2轨迹控制162.2.1引言162.2.2无插补运动程序162.2.3定步长插补运动程序202.2.4定时插补运动程序26第3部分实验验证343.1实验系统搭建343.1.1硬件连接343.1.2软件程序353.2实验原始数据85XX大学工学硕士学位论文(附录)-86-第1部分模型验证与评估1.1初始条件确定本部分将根据动力学推导公式利用MATLAB进行动力学计算然后与ADAMS仿真进行对比。首先确定模型中各已知条件。机器人模型中各已知量见表1-1所示。表1-1机器人模型已知量杆件i坐标系参数杆件参数000－24.0701－169.30－7.5600－257.807.75.56223284.518542.11.70594-4.318519.81.3712547.829001.1985机器人初始位置大臂、小臂、末端手均与前一杆件的Z轴成120°。即：(1-1)设定三个电机加速度曲线如图1-1所示。图1-1三个电机加速度曲线根据以上条件编写MATLAB算法程序同时利用ADAMS建立虚拟样机输入同样的加速度曲线。1.2MATLAB算法实现利用MATLAB计算动力学公式算法实现过程如下：图1-2MATLAB算法流程图MATLAB程序如下：m0=24070.4e-3;m1=7560.0e-3;m2=5562.2e-3;m3=1705.9e-3;m4=1371.2e-3;m5=1198.5e-3;L4=185e-3;L5=185e-3;L6=290e-3;lx3=80.1180e-3;lx4=75.4419e-3;lx5=81.3457e-3;lz3=7.65e-3;lz4=42.1449e-3;lz5=19.78e-3;d1=69.3e-3;d2=57.8e-3;d3=284.5e-3;d4=-4.344e-3;d5=47.84e-3;g=9.8;S=0.01;I2=8.0592E-03;I3=1.6571E-02;I4=1.0807E-02;I5=1.2786E-02;Pc(35)=0;Pc(1:)=[00lx3lx4lx5];Pc(3:)=[00lz3lz4lz5];%质心矩阵JR=4.3019e-005;JT=2.1774e-004;JZ=1.3031E-010;%三个电机转子转动惯量m=[m1m2m3m4m5];%质量矩阵d=[d1d2d3d4d50];I=[0I2I3I4I5];%常量矩阵P(36)=0;P(3:)=d;P(1:)=[000L4L5L6];%各关节相对于前一关节的位置坐标iR=100;iT=50;%R、T轴减速比R(336)=0;R(::1)=[100;010;001];R(::6)=[100;010;001];%各关节相对于前一关节的姿态坐标w2(35)=0;w3(35)=0;%5个关节角速度和角加速度v3(35)=0;%5个关节加速度vc3=[000]';%临时质心加速度fc(35)=0;nc(35)=0;%5个杆件质心力、力矩dt=0.001;t=0:dt:3;N=length(t);qI(3N5)=0;%各关节输入转矩q(3N5)=0;%各关节输出转矩f(3N6)=0;n(3N6)=0;%5个关节的力和力矩第6列为末端手受力f0(3N)=0;n0(3N)=0;%框架力和电机力矩Kt=0.92e004;Kr=1.47e004;%谐波减速器的刚度资料查得%设置的刚度和阻尼K2=9e3;B2=10;%T轴柔性关节刚度和阻尼K3=1e3;B3=10;%R轴柔性关节刚度和阻尼I2t(N)=0;I3t(N)=0;%柔性关节负载转动惯量瞬时值fork=1:N;%R轴电机运动（0.8-1.51.5-2.2）%R轴转动-94.5度电机转动-94.5*50度行程334mmift(k)<0.8;qI(3k3)=0;elseift(k)-0.8<0.1&&t(k)>=0.8;qI(3k3)=-(t(k)-0.8)*60*pi;elseif(t(k)-0.8)<0.25&&(t(k)-0.8)>=0.1;