摘要：針對(duì)高強(qiáng)度大型復(fù)雜曲面零件的高精度攪拌摩擦焊需求,研制開(kāi)發(fā)了一種重載攪拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)機(jī)器人.為使機(jī)器人具有大工作空間與靈巧作業(yè)能力,選擇串聯(lián)機(jī)構(gòu)作為機(jī)器人構(gòu)型,并闡述了高精度重載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與剛度校核方法.推導(dǎo)了腕關(guān)節(jié)含間隙的動(dòng)力學(xué)模型,提出了雙電機(jī)消隙控制方法,并對(duì)不同負(fù)載與偏置電流下的消隙效果進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果顯示主動(dòng)消隙方法能有效抑制傳動(dòng)間隙造成的位置波動(dòng)與誤差.為消除z軸在自重與焊接力作用下的撓度變形,提出了一種撓度主動(dòng)補(bǔ)償方法,構(gòu)建了動(dòng)力學(xué)模型與控制策略,仿真結(jié)果顯示撓度補(bǔ)償系統(tǒng)能快速有效地抑制撓度造成的軌跡誤差.FSW機(jī)器人樣機(jī)焊接實(shí)驗(yàn)表明,所提出的機(jī)器人在重載作業(yè)中能實(shí)現(xiàn)高精度的軌跡控制.