六自由度工业机器人本体标定的研究
现阶段工业机器人已经从单一的示教式机器发展成高自由度的离线编程式柔性加工单元，其中作为代表的六自由度工业机器人更已广泛应用于精加工领域。而六自由度工业机器人普遍具重复定位精度较高，但绝对定位精度较低的特性，所以为了提高离线编程的精度，需要通过运动学建模、实际测量、参数辨识、误差补偿四步进行机器人本体标定，即标定机器人控制器模型与实际机器人间的误差。 本文在概括总结现有的工业机器人本体标定技术的基础上，提出新的标定方法，MATLAB进行运动学仿真建模，Leica AT960绝对激光跟踪仪系统进行实际测量，SA软件实现参数辨识，外部控制器进行关节补偿，完成本体标定实验。并在此基础上，按照机器人各项位姿特性的检测方法进行系统性的位姿特性检测，通过Robot Check软件处理检测数据，完成了各项位姿特性检测实验，验证了本体标定结果。具体内容包括： 分析概括了机器人运动学模型的搭建方法、正解问题与反解问题，按照IRB1410型机器人的几何关系，严格遵守D-H法建立标准对机器人各个关节建立D-H坐标系，获得了D-H参数。在此基础上，利用MATLAB进行了运动学仿真模型搭建，对运动模型参数进行了正、反解验证，并为后续辨识与补偿提供理论支持。 根据IRB1410型机器人系统与Leica AT960绝对激光跟踪仪系统搭建实验硬件平台，根据SA软件与Robot Check软件搭建实验软件平台，分析工业机器人误差源，利用微分运动学建立误差方程，利用SA软件实现参数辨识，最后根据外部控制器实现关节补偿，完成标定实验。 按照工业机器人位姿准确度和重复性、多方向位姿准确度、距离准确度和重复性、位置稳定时间及超调量等位姿特性检测方法设定机器人动作位姿与循环步骤对标定前后的机器人进行各项位姿特性检测。检测结果表明，标定前后机器人重复定位精度变化不大，但是标定后的机器人绝对定位精度较标定前明显提高，能达到3~4倍的重复定位精度值，充分验证了标定结果。多项检测数据也为机器人集成应用提供了技术支持。
工业机器人;本体标定;激光跟踪仪;运动学;仿真模型
中国计量大学
硕士
控制工程
孙坚;厉志飞
2016
中文
TP242.2
74
2017-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）