在中国制造2025的影响下,工业机器人和智能化产品的发展也越来越迅速。机器人作为新时代的重要发展领域,也是现在社会上流水线上常用的机械设备。目前很多危险、高强度的工作都可以用机器人代替。随着机器人的发展,社会对机器人的要求也不断提高,都朝着轻型化、高速化发展。特别目前在很多行业中对机器人的精度要求很高,所以目前在机器人误差分析方面需要深入研究。本文研究的机器人不同于市场上普遍的蜘蛛手机器人,驱动形式是直线型,因此具有更高的强度和精度。目前该类机器人在误差分析补偿以及柔性动力学上研究较少。所以本文将对机器人运动学、动力学、刚体误差以及弹性动力学进行分析。具体研究内容如下:(1)机构建模及运动学分析。首先对3-PUU机器人进行机构分析,建立三维模型并求解出自由度。然后基于模型的关键构件做出简化原理图,并基于原理图通过坐标转化以及自己约束关系,用矢量法求解出机器人正、逆解理论模型。并将机器人原始参数实现保密封装,并且通过对运动学模型的分析求出速度雅可比矩阵、速度模型和加速度模型。(2)误差建模与补偿方法研究。首先基于运动学逆解模型建立刚体机构误差模型,求出误差雅可比矩阵,并且通过研究灵敏度模型分析出影响末端位置精度的主要因素以及可被忽略的因素,然后利用蒙特卡洛方法对灵敏度模型进行验证。通过验证把最不敏感的误差源忽略,然后利用PSO优化算法根据测量数据对机器人的误差参数进行求解,利用算出的最优解,导入到原始参数,可以实现对机器人的误差补偿。(3)刚体动力学与弹性动力学建模。基于虚功原理对机器人进行动力学建模,将滑块所受的主动力与机器人末端运动关系表示出来。利用空间梁有限元模型,并结合拉格朗日方程求解出支链柔性动力学模型,通过约束关系求解出机器人的系统柔性动力学方程。(4)虚拟样机仿真和实验。通过ADAMS和MATLAB对机器人进行联合仿真,验证机器人运动学正、逆解模型、速度以及加速度模型的正确性,通过仿真分析出各项力对滑块主动力的影响程度。利用ADAMS参数化分析出各项误差源对位置误差的影响程度,以及柔性化对机器人位置、速度和加速度的影响。通过实验测量数据求出误差最优值,对机器人实现补偿。