[發明專利]基于距離誤差模型的工業機器人標定方法

無效

• 申請號: 201310156115.5
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103231375A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 王振華;許輝;陳國棟;孫榮川;任子武;孫立寧;洪云波
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本發明涉及機器人標定技術領域，特別是涉及一種基于距離誤差模型的工業機器人標定方法。

背景技術

現代制造業對工業機器人性能的要求在不斷地提高，機器人的性能的兩個主要評價指標為：重復定位精度和絕對定位精度。現今機器人重復定位精度比較高，絕對定位精度卻很低，一般相差一個數量級以上，因此無法達到高精度加工的要求。研究發現，絕對定位精度主要受到機器人運動學模型中連桿參數精度的影響，而標定技術能夠通過對機器人運動學參數的修正提高機器人的絕對定位精度。因此，在機器人使用前需要對其進行標定。所謂標定就是應用先進的測量手段和基于模型的參數識別方法辨識出機器人模型的準確參數，從而提高機器人絕對精度的過程。

但在應用傳統的方法進行位置誤差的標定和補償時，要涉及到測量系統坐標系與機器人基礎坐標系間的變換，由于這一過程很難精確完成，而且操作復雜，容易引入外界誤差，使得標定結果不準確，不能滿足實際應用的要求。

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種基于距離誤差模型的工業機器人標定方法。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于距離誤差模型的工業機器人標定方法，其有效提高了工業機器人的定位精度和距離精度。

為了實現上述目的，本發明實施例提供的技術方案如下：

一種基于距離誤差模型的工業機器人標定方法，所述方法包括以下步驟：

S1、建立機器人MDH運動學模型；

S2、齊次變換矩陣的誤差；

S3、建立機器人距離誤差標定模型；

S4、機器人末端實際位姿的測量；

S5、機器人各連桿幾何參數誤差的標定；

S6、實驗驗證，判斷是否滿足精度要求，若是，則標定結束，若否，返回步驟S4，將實驗結果迭代，再次進行標定實驗。

作為本發明的進一步改進，所述步驟S1中MDH運動學模型中連桿i-1和連桿i固連坐標系的齊次變換矩陣定義為：

A_i＝Trans(Z,d_i)Rot(Z,θ_i)Trans(X,a_i)Rot(X,α_i)Rot(Y,β_i)，

其中，a為連桿長度，α為連桿轉角，d為連桿偏距，θ為關節角，β為繞Y軸旋轉角；

機器人的基礎坐標系B和末端連桿坐標系N之間的總變換為：

TNB=A1A2A3···AN.]]>

作為本發明的進一步改進，所述步驟S2具體包括：

計算實際的相鄰連桿變換矩陣為：

Ai*=Ai+dAi;]]>

誤差矩陣dA_i以微分形式表示為：