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1、試驗(yàn)設(shè)計(jì)及優(yōu)化分析

根據(jù)設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)記分卡，對(duì)于工業(yè)機(jī)器人演示系統(tǒng)來說，抓取精度并不理想，需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。機(jī)械手的抓取精度與機(jī)械手各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角速度有關(guān)。機(jī)械手不同關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角速度組合對(duì)結(jié)果有很大影響。因此，需要對(duì)機(jī)械手各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角速度進(jìn)行優(yōu)化，以滿足機(jī)械手的抓取精度要求。選取工業(yè)機(jī)器人演示系統(tǒng)中機(jī)械手關(guān)節(jié)的角速度作為設(shè)計(jì)變量，機(jī)械手的抓取精度作為響應(yīng)變量。采用田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)法，每個(gè)因素選取三個(gè)水平，需要九次分析。通過分析，機(jī)械臂的抓取精度主要由關(guān)節(jié)1、關(guān)節(jié)2和關(guān)節(jié)5的旋轉(zhuǎn)角速度決定。根據(jù)測試結(jié)果，擬合轉(zhuǎn)換函數(shù):

六西格瑪管理在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用（下）

2、蒙特卡羅模擬

優(yōu)化后的三個(gè)因子在取值范圍內(nèi)滿足正態(tài)分布，因子1的標(biāo)準(zhǔn)差為0.9，因子2和因子3的標(biāo)準(zhǔn)差為0.5。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，抓取精度的C pk為1.54，沒有達(dá)到六西格瑪?shù)囊蟆Ｒ虼耍诂F(xiàn)有參數(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)值擬合表達(dá)式進(jìn)行參數(shù)敏感性分析(計(jì)算偏導(dǎo)數(shù))，進(jìn)而修正設(shè)計(jì)參數(shù)。從偏導(dǎo)數(shù)可以看出，關(guān)節(jié)2和關(guān)節(jié)5的角速度對(duì)抓取精度的影響小于關(guān)節(jié)1的角速度。因此，有必要重點(diǎn)改進(jìn)接頭1的公差設(shè)計(jì)。通過將因子1的標(biāo)準(zhǔn)差提高到0.5，因子2和3的標(biāo)準(zhǔn)差仍然是0.5，抓取精度的響應(yīng)，如圖3所示，抓取精度的C pk為2.59，達(dá)到了六西格瑪?shù)乃健?shí)驗(yàn)結(jié)果令人滿意，同時(shí)也驗(yàn)證了關(guān)節(jié)1的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度對(duì)抓取精度的影響很大。

六西格瑪管理在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用（下）

二、驗(yàn)證階段的應(yīng)用研究

驗(yàn)證階段工作包括制定原型計(jì)劃、驗(yàn)證計(jì)劃、標(biāo)準(zhǔn)操作程序、質(zhì)量控制計(jì)劃、項(xiàng)目移交計(jì)劃和下一個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃。重點(diǎn)驗(yàn)證試驗(yàn)包括機(jī)械臂抓取精度試驗(yàn)、雙目跟蹤驗(yàn)證試驗(yàn)和目標(biāo)抓取驗(yàn)證試驗(yàn)，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，均滿足過程控制性能要求(見圖4)。通過六西格瑪 design實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新產(chǎn)品的低成本設(shè)計(jì)和可靠的設(shè)計(jì)質(zhì)量，性能滿足了客戶的需求，直接效益約600萬元。同時(shí)，未來經(jīng)濟(jì)效益有望超過1000萬元。