随着工业时代的飞速进步,越来越多的工作岗位将被效率更高的机械设备取代,同时工业生产中越来越重视提高生产效率,减少生产成本。SCARA机械臂作为经典的平面四自由度的机器人,拥有较高的灵活性,运动速度快,重复定位的精度高等优点,在码垛、搬运、装配等领域的工业生产中被广泛应用。由于制造业的飞速发展以及行业竞争加剧,对SCARA机械臂的性能要求越来越高,在实际服役中,机械臂又面临复杂工况,不可避免的会产生振动,而振动势必对机械臂的工作精度、效率以及整体安全性产生一定的影响。目前,对SCARA机械臂的研究大多聚焦在SCARA机械臂的运动学分析以及轨迹规划等方面,研究机械臂振动方面的资料较少。因此,为了减少振动给SCARA机械臂带来的影响,同时丰富对SCARA机械臂的研究。本文从SCARA机械臂的执行末端在工况下产生振动的问题入手,对其进行振动仿真测试分析,得到相应的结果并通过实验验证了结论的有效性,与此同时结合机械臂的运动学分析,提出SCARA机械臂的被动控制和主动控制方案,为SCARA机械臂的设计提供相应的理论基础和依据。本文对SCARA机械臂振动的研究主要做了以下工作:(1)针对某智能科技公司出产SCARA机械臂的执行端在工作环境下产生振动的问题,将SCARA机械臂的三维模型导入ANSYS软件中,通过ANSYS软件对SCARA机械臂的模态进行分析,得到SCARA机械臂XYZ方向前六阶振型以及SCARA机械臂的固有频率,通过对不同方向不同振型的分析,初步得到SCARA机械臂受振动影响最大的部位;借助动力学仿真软件ADAMS,根据ANSYS软件模态分析的结果,在机械臂上进行大规模取点,通过这些取点部位的反馈,从动力学方面分析SCARA机械臂的振动特性,研究SCARA机械臂各部件在负载条件下的运动,通过ANSYS软件的静力学和ADAMS软件动力学的仿真振动测试分析得到了较为全面的机械臂的振动特性,确定了振动测试实验的方案;(2)基于以上理论分析结果,设计完整的振动测试实验,建立SCARA机械臂振动测试系统,采集SCARA机械臂各部件的加速度振动信号,分析SCARA机械臂的振动特性,通过与上文仿真测试结果的对比,验证SCARA机械臂最为薄弱部位;(3)利用D-H参数法建立的SCARA机械臂的运动模型,使用解析法求出了SCARA机械臂的运动学正逆解,从理论方面分析机械臂的运动;然后采用拉格朗日法建立了SCARA机械臂的动力学方程,借助D-H参数法将机械臂进行简化,最终将动力学方程转化成线性形式,从而为设计机械臂振动控制方案提供理论基础;(4)针对以上理论与实验分析结果,提出SCARA机械臂的振动控制方案,在被动减振方案中,提出对底座结构重新设计的思想来达到减振的目的;而在主动减振方案中,根据上文的理论研究,提出机械臂的强迫振动控制策略,并且在仿真条件下,本文设计的自适应控制器能有效地抑制SCARA机械臂的强迫振动,达到了振动控制设计要求。