工业机器人定位误差补偿方法与实验研究.pdf

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1、工业机器人定位误差补偿方法与实验研究龚星如，沈建新，田威，廖文和(南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016)ResearchonMethodandExperimentoftheIndustrialRobotPositioningErrorCompensationGONGXing—ru。SHENJian—xin，TIANWei，LIAOWen—he(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstr

2、onautics，Nanjing210016，China)摘要：针对工业机器人绝对定位精度低无法满Keywords：industrialrobot；absolutepositio—足实际应用要求，并综合考虑国外机器人控制系统ningaccuracy；singularvaluedecomposition；laser不开放，而无法在控制器里修改运动学参数的问题，tracker提出一种定位误差补偿方法，基于修正的DH模型，利用激光跟踪仪和奇异值分解法识别出运动学参0引言数。通过改变运动学参数重新进行正解运算，所得的新位

3、置赋予机器人，使其运动到目标点，从而提高现今机器人厂家生产的机器人重复定位精度比定位精度。将这种方法应用在STAUBLITX90XL较高，绝对定位精度却很低口]，无法达到高精度加工型工业机器人上进行实际的测量和补偿。实验结果的要求，而高精度机器人的价格为普通机器人的2显示，经过补偿可使机器人平均绝对定位精度由～3倍。因此，寻求一种能够在不改造机器人构造1．685mm提高到0．215mm，从而表明该方法的有的情况下将其定位误差降低到一定范围内，以满足效性。绝对定位精度要求的技术，就显得十分迫切和必要。关键词：工业机

4、器人；绝对定位精度；奇异值分机器人误差补偿通常可以分为2类：基于运动解；激光跟踪仪学模型的方法和基于非运动学模型的方中圈分类号：TH242．2法]。完成机器人误差补偿需对机器人实际位姿文献标识码：A进行测量，该工作是十分繁重而费时的。如果采用文章编号：1001—2257(2012)07—0064—04非运动学模型的方法，减少位姿测量点数，就意味着Abstract：Thelowabsolutepositioningaccura—学习样本的减少，影响补偿后达到的精度。有研究cyoftheindustrialrobot

5、isunabletomeetthe结果表明，几乎90的机器人定位误差是由自身运practicalapplicationrequirementsandtheforeign动学参数误差造成的。因此，采用基于运动学模型robotcontrolsystemisnotopen．Apositioninger—的方法，成功辨识出运动学参数并进行补偿，这将极rorcompensationmethodwil1beintroduced．Based大地提高机器人定位精度。onthemodifiedDHmodel，kinematicsp

6、arameters目前，最基本机器人模型是Denabit—Harten—areidentifiedwithlasertrackerandsingularvalueberg(DH)ET]模型，但当相邻两关节平行时存在奇异现象。并且，国外机器人控制系统对我国并不开放，decomposition．Thedirectkinematicsisrebuiltbychangingthekinematicsparameters，andthenew因此，无法通过直接修改控制器内运动学参数提高定位精度。通过在DH模型上引人绕y轴旋转

7、的positionwillinputrobotcontroller．ThemethodisappliedtoSTAUBLITX90XLrobot．Theresult一个参数，建立了机器人定位误差模型，从而避免了相邻两关节平行时的奇异问题[8]。同时，在识别出SHOWSthattheaverageabsolutepositioningaccura—机器人运动学参数后，通过改变运动学正解模型，得cychangesfrom1．685mmto0．215mmaftercorn—到新的指令坐标，赋予机器人，使机器人实际到达的

8、pensation．Soitindicatesthemethodiseffective．点与目标点尽可能接近，从而达到误差补偿的目的，收稿日期：2011一Oz一29基金项目：江苏省科技支撑计划项目(BE2011178)提高机器人的定位精度。·64·《机械与电子》2O12(7)工式(7)即为机器人末端法兰盘中心点实际位置1机器人定位误差模型与理论位置的定位误差公式。在对机器