串联式工业机械臂末端位置精度的高低可作为评价机械臂工作性能好坏的指标之一,它直接影响机械臂在工业中的生产制造并制约机械臂的进一步发展。因此本课题针对焊接机械臂由于连杆柔性、关节柔性等非线性变形的综合影响,对刚柔耦合机械臂的动力学进行相关分析并研究补偿柔性所引起的机械臂末端位置误差的方法,以提高机械臂末端位置精度。本论文将IRB1410串联式机械臂作为研究对象,主要研究工作如下:首先,建立正逆运动学数学模型。基于旋量理论建立了IRB1410机械臂的正逆运动学模型并进行求解计算,利用MATLAB中的机器人工具箱对机械臂运动学进行数值仿真,得到关节和末端的轨迹曲线,为验证后续刚体虚拟样机模型奠定基础。其次,建立机械臂刚柔耦合动力学模型、末端运动误差数学模型及其仿真。基于假设模态法、第二类拉格朗日法和等效扭簧柔性化关节的方式推导机械臂刚柔耦合动力学方程,并运用Newmarkβ法进行数值仿真,然后利用Solid Works、ANSYS以及ADAMS软件建立机械臂刚柔耦合虚拟样机模型并进行联合仿真,分析对比两种仿真情况下机械臂末端动态响应幅值的变化情况,为进行刚柔耦合机械臂末端位置综合误差的补偿提供基础。进一步,构建机械臂末端执行器运动误差补偿算法。将仿真时所得的末端轨迹离散化,设计将BP神经网络作为误差产生模拟器,并分别基于交叉、变异的自适应粒子群算法以及伪目标点法计算机械臂关节补偿角度值,以此来减小末端的位置误差,同时,对比分析了两种方法的优劣。最后,实验验证。利用经纬仪、机械臂等实验设备搭建测量实验平台,选取若干组仿真时涉及的各关节转角值,对机械臂末端悬挂重物前后分别进行末端位置点的测量,获得机械臂末端位置点的误差数据,考虑补偿的实时性,选择伪目标点法对末端位置误差进行补偿,并验证该法的有效性与可行性。