基于位置约束的工业机器人运动学标定.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术No．22016年2月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2016文章编号：1001—2265(2016)02—0o60—05DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2016．02．0017基于位置约束的工业机器人运动学标定水熊杰，杨东升，王允森，袁晓慧'(1．中国科学院大学，北京100049；2．中国科学院沈阳计算技术研究所，沈阳110168)摘要：鉴于标准DH方法在描述平行关节时存在问题，采用MDH方法建立机器人的运动学，提出基于末端位置约束关系建立线性方程组

2、进行结构参数辨识的一般方法。针对方程组系数矩阵退化的问题，从运动学的雅可比矩阵入手，分析了退化的原因，为结构参数选择提供了理论依据。讨论了机器人基坐标系和测量坐标系转换的问题，设计了一种无需坐标系转换的基于十字型杆件的简易标定方法。基于matlab进行仿真后，采用该方法标定MOTOMAN—MH6机器人，标定后，按照示教器读数计算的十字型杆件长度误差从4mm降低到1mm以内，说明该方法是有效的。关键词：位置约束；工业机器人；参数辨识中图分类号：TH166；TG659文献标识码：ATheIndustrialRobotKinematicsCalibrationBasedonthePo

3、sitionConstraintXIONGJie’，YANGDongsheng，WANGYun-sen’，YUANXiao—hui’(1．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；2．ShenyangInstituteofComputingTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110168，China)Abstract：GiventhestandardDHmethodwaslimitedtodescribeparallel{oint。MDHmethodwas

4、adoptedtoestablishtherobotkinematics．Basedontheendpositionconstraint．ageneralmethodwasproposedtoes—tablishthelinearequationsforstructureparameteridenfification．Tosolvethedegradationproblemsinthecoefficientmatrixoftheequations。startingfromtheJacobianmatrixofthekinematics。thereasonsforthedegra

5、dationwasanalyzed．Itwasthetheoreticalbasistoselectthestructuralparameters．Theconversionbe—tweenrobotbasecoordinatesystemandthemeasurementcoordinatesystemwasdiscussedandthenasimplecalibrationmethodbasedonthecross—barwasdesignedwithoutcoordinateconversion．Afterthesimulationconductedinmatlab，MO

6、TOMAN—MH6robotwascalibratedbVchismethod．Aftercalibration．thecrossbarlengtherrorcalculatedunderteachingreadingsreducedfrom4mmtolessthan1mil1．Theresultsshowthatthecalibrationmethodiseffective．Keywords：positionconstraint；industrialrobot；parameteridentification术。这一类方法是通过驱动末端到达一组满足某0引言种几何约束的空间位置点

7、，然后根据示教器的读数按工业机器人的重复定位精度很高，但是绝对定位照误差模型建立起方程组。这一类方法常见的问题是精度一般比较差。通常采用机器人标定技术提高其绝所建立的方程组系数矩阵往往是退化的，上述文献并对定位精度。机器人标定涉及到运动学建模，位姿测没有明确指出并分析退化的原因。张铁等。。“部分地量，参数辨识，误差补偿四个过程。位姿测量是标定中分析了基于距离误差进行标定时方程组系数矩阵退化的一个重要过程，测量精度直接影响到标定的效果。的问题，但并没有将结论推广，而且标定过程中使用激近些年来，