机床与液压

作者：马国红，施訸曦，杜盼盼，张加力，宋文杰

单位：太原科技大学机械工程学院；太原科技大学机械工程学院；吉利汽车研究院（宁波）有限公司；太原科技大学机械工程学院；太原科技大学机械工程学院

关键词：钻孔机器人;位姿;刚度优化;遗传算法;多目标轨迹规划

基金：山西省面上青年基金项目(201901D211289)；太原科技大学科研启动基金项目(20182039)；恶劣环境下智能装备技术山西省重点实验室开放研究基金项目(202104010910020)

针对串联机器人在钻孔作业中存在的加工效率低、动态性能差及刚度不足等问题，以IRB6700型工业机器人为研究对象，提出一种结合位姿优化与多目标轨迹规划的方法，以提升机器人钻孔精度、效率及运动平稳性。基于传统刚度映射模型建立刚度性能评价指标，采用遗传算法对各加工目标点进行姿态优化。以优化后的位姿点作为节点，使用7次B样条曲线在钻孔机器人关节空间中进行插值。最后，采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对机器人轨迹时间、能耗、冲击进行多目标优化，解得Pareto最优解集，并从轨迹方案中选择综合最优解。结果表明：优化后的刚度性能指标提高了16.6%，机器人末端位置偏差小于0.01 mm， Z 轴角度偏差小于0.06°，减小了机器人末端变形；使用NSGA-II的轨迹优化方法获得的Pareto解集分布性和收敛性较好；与单一优化结果相比，综合最优解的冲击性能和时间性能分别提升23.14%和24.70%，7次B样条曲线生成的轨迹速度、加速度连续，启停阶段加加速度为0，有效保护机械部件。

来源：2025年第17期

《机床与液压》期刊编辑部

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