在现代制造业中,喷涂机器人发挥着极其重要的作用,其应用也越来越广泛。本文以移动导轨式6R喷涂机器人结构为研究对象,基于有限元分析理论,对其进行了静力学分析和模态分析,以期获得结构的变形量与固有频率,为满足绝对定位精度的技术要求提供参考依据;基于虚拟样机技术,对其进行了运动学、动力学理论建模及仿真分析,通过仿真分析和精度测量实验验证,结果表明机器人结构具有良好的动态性能且能够达到绝对定位精度±1mm和重复定位精度±0.05mm的技术要求,为最终实现高精度的移动导轨式6R喷涂机器人奠定基础。本文的主要研究内容如下:(1)本文根据移动导轨式6R喷涂机器人结构的工作特点和技术要求,确定了喷涂机器人结构的总体方案、主要技术参数和各部件结构的初步构型设计。针对机器人的驱动传动精度的技术要求,经不同传动方式和驱动装置的比较后,确定了电机和减速器相配合的传动驱动系统,并完成了主要参数的计算和主要零部件的选型。利用三维建模软件Solidworks建立了移动导轨式6R喷涂机器人各部件的结构模型,并完成整机的装配。(2)结合有限元分析软件ANSYS Workbench14.5对移动导轨式6R喷涂机器人关键部件的结构进行静力学分析,得到关键部件结构的应力和变形分布云图,以检验机器人强度和刚度是否能达到使用和绝对定位精度的技术要求;通过机器人位姿精度分析,计算理论重复定位精度,用以与实验测量的精度进行对比;运用有限元分析软件对移动导轨式6R喷涂机器人关键部件的结构进行模态分析,获得其固有频率和振型,为机器人获得安全可靠的结构和良好的动态性能提供参考依据,使其工作在低噪音、低振动的环境中。(3)基于D-H坐标法和齐次变换法,建立了机器人的运动学数学模型,并求得其正解和基于分站式思想的逆解,即确定冗余度并给定变量值求得的逆解。通过把机器人的参数化模型以Parasolid格式导入ADAMS软件,完成机器人的运动学仿真,得到末端执行器的运动轨迹曲线,和机器人各关节随时间变化的位移、速度以及加速度变化曲线,便于直观地了解机器人的运动情况。采用拉格朗日法建立动力学模型求解机器人系统的多刚体动力学方程,通过ADAMS软件对机器人的动力学仿真分析,得到机器人各关节在特定工况下的力矩,为提高机器人的动态特性和实现所需的运动控制提供依据。(4)利用激光跟踪测量系统、拉力计和千分表等仪器仪表,对本文所设计的喷涂机器人机械结构进行测量实验,得到喷涂机器人末端执行器的绝对定位精度为0.902mm、重复定位精度为0.032mm,分别满足绝对定位精度±1mm和重复定位精度±0.05mm的技术要求,同时还进行了喷涂轨迹运动实验以及测得了一些其他的机器人机械参数,表明了机器人的各种性能均有良好的效果。