主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
主办单位:西北工业大学  中国航空学会
地       址:西北工业大学友谊校区航空楼
基于高斯过程回归的铣削机器人模态参数预测
作者:
作者单位:

1.西北工业大学;2.西北工业大学机电学院;3.新乡航空工业集团有限公司

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TP242.2

基金项目:

国家自然科学基金项目(51975481)


Modal parameters prediction for robotic milling based on Gaussian process regression
Author:
Affiliation:

School of Mechanical Engineering,Northwestern Polytechnical University,Xi'an

Fund Project:

NSFC(51975481)

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    摘要:

    工业机器人结构频率响应函数的获取、动力学参数的辨识对机器人铣削加工预测影响显著,且模态参数具有较强的位姿依赖性。有限元法和动力学模型因难以对机器人刚度、阻尼等特性准确建模而常常出现失准现象。为快速准确地预测铣削机器人加工空间内所有姿态下的模态参数,提出一种基于高斯过程回归的模态参数预测方法。首先探究六自由度串联机器人关节角和欧拉角对机器人铣削系统的模态参数影响,在此基础上,通过平面内 245 组姿态的模态敲击实验,建立针对机器人位姿变化的模态参数预测模型,揭示模态参数随机器人位姿变化的规律,使得仅需有限次的模态测试实验便可预测范围内任意位姿处的模态参数。结果表明:预测的频率响应函数曲线与实测的频率响应函数曲线结果吻合性良好。

    Abstract:

    The frequency response functions, and modal parameters are the premise for analyzing robot vibrations during robotic milling process, and modal parameters have strong posture-dependence. The finite element method and dynamic model often lose accuracy due to the difficulty in exactly modeling the stiffness and damping properties of robots. To predict the modal parameters quickly and accurately in all robot postures within the machining space, this paper proposes a modal parameter prediction method based on Gaussian process regression. The influence of joint angles and Euler angles of a six degree-of-freedom serial robot on the modal parameters of the robotic milling system is investigated. Based on this, a posture-related modal parameters prediction model is established to characterize the relationship between modal parameters and robot postures through 245 sets of modal testing experiments in the machining plane. The model can predict the posture-related modal parameters for all robot postures by a limited number of modal testing experiments. The proposed method is validated by experiments.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

万敏,李战赢,申传璟,吴晓杰.基于高斯过程回归的铣削机器人模态参数预测[J].航空工程进展,2024,15(6):174-188

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  • 收稿日期:2024-04-11
  • 最后修改日期:2024-07-03
  • 录用日期:2024-07-10
  • 在线发布日期: 2024-11-21
  • 出版日期: