旋量理论与CPA技术结合的机器人位置误差标定方法.pdf

《旋量理论与CPA技术结合的机器人位置误差标定方法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第9期机械设计与制造2015年9月MachineryDesign&Manufacture189旋量理论与CPA技术结合的机器人位置误差标定方法张秀珩，柳洪义，罗忠，王菲(东北大学机械工程及自动化学院，辽宁沈阳110819)摘要：采用圆点分析法(CirclePointAnalysis，CPA)进行机器人标定，其测量过程简单，但由于标定结果不够精确，影响了该方法的实用价值。基于旋量理论采用POE法建立机器人的运动学模型，结合圆点分析法获得实际关节的轴线位置，从而得到机器人实际末端位姿。采用最小二乘法标定

2、机器人的末端位置精度。该方法应用于固体火箭发动机绝热层打磨机器人的精度标定过程中，得到了较高的机器人末端执行器的精度，并使CPA法的应用得到了拓展；在有效提高精度的同时，可获得各关节轴线的实际位置信息，为机器人局部关节结构的完善与优化提供了数据参考。关键词：绝热层打磨；机器人；误差标定；圆点分析；旋量理论中图分类号：TH16；TP24文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)09—0189—04PositionErrorCalibrationofManipulatorsbyCPAComb

3、inedwithScrewTheoryZHANGXiu-heng，LIUHong—yi，LUOZhong，WANGFei(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，NortheasternUniversity，LiaoningShenyang110819，China)Abstract：Themeasurementprocessofrobotcalibrationissimplebyusingcirclepointanalysis(CPA)．Butthere

4、sultisnotpreciseenoughtobeconsideredlessappropriatethanothermethod．BasedOnScrewTheory，kinematicsmodeloftherobotisbuiltbyPOEmethodandtheactuallocationofjointaxisisobtainedcombinedwithCPAtogettheactualpositionofrobot．Algorithmofleastsquaresisusedtocalibr

5、atethepositionclccurlcyoftherobotappliedtOthesolidrocketmotorinsulationpolishe&Calibrationprocess，netheend-efectorofrobotobtainahighprecision．andCPAtechnologyhasbeenexpandedinotherrobots．TheactuallocatedinformationofeachjointaxisCalZbegainedtooferthere

6、ferencedataforthestructureoptimization．KeyWords：InsulationPolishing；Robot；ErrorCalibration；CirclePomtAnalysis；ScrewTheory制，且关节旋量直接反映关节运动特征，被认为是较为完美的模1引言型。但由于误差模型为隐式表达，在进行误差辨识与补偿时有一工业机器人通常结合计算机辅助设计(CAD)和模拟程序对定难度。许多学者在研究机器人标定方法的同时也发展了多种测生产过程中必要的运动进行离线编程，

7、而运动学标定直接影响其量方法，如文献【q通过在机器人末端执行器上强加某种运动约束，控制精度，即为确定规划轨迹与实际轨迹的误差为最小，这是对研究了闭环标定方法。并将运动学标定方法归纳为三类，即预设机器人运动学参数进行优化的过程。位置测量法(又称开环法)、自标定法(闭环法)和螺旋测量法，前对机器人进行运动学标定时，通常假设机械臂的位置误差主要是由运动学参数的标称值与实际值之间的差异引起的，其误两种方法通过获得实际关节的转角或移动距离来优化运动学参差源主要包括：机械结构本体的几何精度、装配误差和传动误差数

8、。螺旋测量法是通过确定机器人的各关节的旋转轴的实际位等，往往机器人在识别程序数据时会受到该误差的影响。机器人置，再运用各旋转轴之间的代数关系来分析确定运动学参数[7-81。的标定通常包括4个步骤，即误差建模、测量、辨识与补偿。其中由于运动学参数无法直接测量，所以关注较少，但与传统方法相误差模型的建立是以运动学模型为基础的，目前普遍采用的有比，通过该方法得出的连杆的几何参数值是最接近物理现实的。D—H模型或MD—H、S模型等㈣，由于上述误差模型在连续性、完文献阋最早提出