基于激光跟踪仪的机器人误差测量系统标定.pdf

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1、工艺与检测Technologyond砌基于激光跟踪仪的机器人误差测量系统标定4齐立哲①陈磊②王伟①余蕾斌②负超①(①北京航空航天大学机器人研究所，北京100083；②上海飞机制造有限公司，上海200436)摘要：为了测量出工业机器人的定位误差，根据工业机器人定位误差测量系统的特点。采用基于距离约束的方法实现了了机器人ToolO坐标系与测量靶标坐标系之间的位置矩阵(工具坐标系)的自动化标定过程，同时分步实现了机器人基坐标系与测量设备基坐标系之间的位姿矩阵(基坐标系)自动化标定过程；建立了基于激光跟踪仪的工业机器人定位

2、误差测量系统，并根据测量数据具体标定出了涉及到的各个坐标系，验证了算法的有效性。为工业机器人定位误差的测量打下了基础。关键词：工业机器人定位误差坐标系标定中图分类号：TP242．2文献标识码：ATheca¨bratiOnfOrlndustriaIrObOt’spOsitionerrOrmeasuringSyStembasedOnthelaSertraCkerQILizhe①，CHENLei②，WANGWei①，YULeibin②，YUNChao①(①RoboticsInstitute，Beihanguniversi

3、ty，Beijing100083-cHN；②shanghaiAircraftManufacturingco．，Ltd．，shanghai200436，cHN)7Abstract：Inordertomeasuretheindustrialrobotspositionen．or，thetoolfIamewhichisapositionmatrixthatbe—tWeenthemeasuringpointandt11erobot’sTool0andthebaseftamewhichisaposemah{xthatbetw

4、eentherobot’sbaseandthemeasuringequipmentarecalibratedautomaticallybythemethodsofdistancere—strictionandf}actionalstepsaccordingtothecharacterofindustdallQbot’spositionerrormeasuringsys—tem．Therealindustrialrobot7spositionerrormeasuringsystemissetupandtheframe

5、safecalibratedbasedQnthemeasuringdatas．Thisisnotonlyveri6edthecalibmtionmethodsbutaIsoafoundationformeasuringtherobot’spositionerror．Keywords：IndustrialRobot；PositionError；Frame；Calibratioll一般工业机器人重复定位精度很高，但绝对定位定的问题。精度很差。为了提高机器入的性能及拓展工业机器人针对机器人工具坐标系的标定，李瑞峰等人给出

6、的应用范围，需要对机器人运动学模型的参数进行标了标准试件标定法、固定基准测试点法及变姿态直接定来降低它的绝对定位误差。机器人标定一般分4个标定法等方法，实现了工具坐标系位置的标定12j，牛步骤进行：建模、测量、辨识与补偿⋯。为了测量出机雪娟等人提出三点五步法并采用奇异值分解的方法实器人在其工作空间内的各个测量点的定位误差，需要现了工具坐标系的位姿标定_。，Juhaa等人实现了工对测量靶标中心在机器人末端的位置(工具坐标系)具坐标系位姿的标定14』，汤青等人提出了一个通用的及机器入基坐标系与测量设备坐标系之间的转换矩

7、阵工具坐标系标定公式”3；同时目前商用工业机器人都(基坐标系)进行标定，以将直接从机器人中获取的末给出了工程化的工具坐标系标定方法，如Fanuc机器端法兰盘中心测量数据与测量设备测得的靶标中心的人采用“三点法”及“六点法”实现了工具坐标系位置数据统一到一个坐标系下。因此在工业机器人定位误及位姿的标定。差测量过程中涉及到机器人工具坐标系及基坐标系标这些方法的核心思想是采用了一个约束点，增加％十二五国家科技支撑课题(20llBAFD4B叭)；商用飞机制造工程技术研究中心创新基金项目(多轴机器人空间多维值标定和校正)·9

8、0·国、o：畿=舌’‘等V'‘f等$luMT∞hn0109yand硎工艺与检测一个辅助工具，同时需要人工手动示教机器人以不同由此可知，为了获得工业机器人在其工作空间内的姿态使待标定的工具点接近约束点，而且标定精度各个测量点的定位误差，需要对8％及P田进行预先标除了受机器人定位误差的影响外，还受示教精度的影定。响。本文根据工业机器人定位误差测量系统的特点，2测