近几年来,随着机器人技术的快速发展,双臂机器人依靠自身高可靠性和强协作能力等优势,在医疗服务、工业生产、航空航天等众多领域的应用十分广泛。操作精度是评价双臂机器人工作性能的一项重要指标,直接影响双臂机器人工作任务执行的效果。因此,对双臂机器人的操作精度进行研究具有十分重要的意义。影响双臂机器人操作精度的误差源很多,分析各类误差源对操作精度的影响,并合理地分配各类误差是提高双臂机器人操作精度的关键。为此,本文开展了双臂机器人操作精度分析与综合技术研究。研究内容主要分为以下几个方面:首先,分析了单种误差源作用下对双臂机器人操作精度的影响。在系统分析影响双臂机器人操作精度的误差源的基础上,将误差源分为了几何误差源和柔性误差源两大类。采用MCPC方法建立了双臂机器人的运动学模型,并推导了单种误差源作用下双臂机器人工具坐标系的位姿误差数学模型,为多种误差源共同作用下的操作精度分析奠定了基础。其次,分析了多种误差源的共同作用对双臂机器人操作精度的影响。推导了双臂机器人的综合位姿误差模型和左、右臂工具坐标系间的相对位姿误差模型,进而利用遗传算法求得机器人最大位姿误差所在构型。将此构型作为初始构型,基于蒙特卡洛方法对双臂机器人的操作精度进行了概率分析,以此验证双臂机器人的设计是否满足精度要求,并为双臂机器人操作精度综合提供理论基础。再次,研究了双臂机器人操作精度综合技术。以双臂机器人工具坐标系的最小位姿误差和最少生产成本为优化目标,以各个误差源的误差值作为决策变量,以各个误差源的取值范围作为约束条件,基于NSGA-Ⅱ多目标遗传算法对双臂机器人的操作精度和生产成本进行优化分配,获得了 Pareto最优解集,使双臂机器人在满足操作精度的同时,降低了其生产成本。最后,对双臂机器人操作精度分析与综合技术进行了实验评估。利用ADAMS软件建立了双臂机器人连杆的柔性体,并引入制造装配等误差源,对双臂机器人操作精度进行了误差仿真,验证了理论模型的正确性;基于实验室现有的双臂机器人平台开展了物理实验验证,利用激光跟踪仪获取其实际的末端位姿,求得的末端位姿误差与理论模型求得的误差结果进行对比,进一步证明了理论模型的有效性。