[發明專利]一種基于模擬退火算法的四軸并聯機器人校準方法

有效

• 申請號: 202210345310.1
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114571465B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 田坤淼;郭鵬;謝雙勝;楊思遠;李家暉;楊仲秋
• 申請（專利權）人: 伯朗特機器人股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 朱凌;徐勛夫

本發明涉及一種基于模擬退火算法的四軸Delta并聯機器人校準方法，其首先求取機器人的正解，然后充分考慮各支鏈的長度差異、動靜平臺的誤差、零點差異、工具坐標誤差，從而抽象出了多個重要參數，接著使用激光跟蹤儀器采樣機器人工作空間位置及對應的關節角，使用任意兩點間的距離構建評估函數，基于該評估函數，使用模擬退火方法求取最優解，獲取最佳校準參數，提高了機器人控制精度。

技術領域

本發明涉及機器人控制領域，具體涉及一種基于模擬退火算法的四軸Delta并聯機器人校準方法。

背景技術

Delta并聯機器人具備并聯機構所具有的負載能力強、效率高、末端執行器精度高、運動慣性小，可以高速穩定運動等的優點。因此在機器人領域獲得了越來越廣泛的應用。在實際的加工裝配過程中，存在誤差，同時也很難保證主動臂的零點位置，導致無法精準控制機器人。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于模擬退火算法的四軸Delta并聯機器人校準方法，其通過對機器人結構參數的校準，以提高機器人控制精度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于模擬退火算法的四軸Delta并聯機器人校準方法，所述四軸并聯機器人包括一靜平臺、三主動臂、三從動臂、一動平臺、一末端機構、一可伸縮傳動軸，其中，靜平臺與主動臂通過通過電機和減速機連接，主動臂和從動臂通過鉸鏈連接，從動臂與動平臺通過鉸鏈連接；

所述校準方法包括以下步驟：

步驟1、構建四軸并聯機器人的坐標系，并進行正解計算，得到機器人末端結構位姿；

步驟2、進行誤差源分析，并確定需要校準的參數；

步驟3、獲取測量位置，計算對應的名義位置；

使用激光跟蹤儀采樣機器人工作空間下N個點的位置p_T及相對應的關節角θ＝k·q+qero，q為機器人控制的角度，k為減速比修正因子，qero為零位修正因子；

在不考慮結構誤差的前提下N組關節角θ，代入代入步驟1得到的機器人末端結構位姿公式中，獲得N個名義位置p_idea；

步驟4、構造誤差模型；

名義位置p_idea任意兩點間的距離為：

DI＝norm(p_Ii-p_Ij)＝|F(q_i,X)-F(q_j,X)|,i≠j,

對應的測量點任意兩點間的距離為：

DT＝norm(p_Ti-p_Tj),i≠j

對應距離的差的絕對值為誤差評函數：

f(X)＝RMS(|DI-DT|)＝f(q_i,q_j,X)，X為需要校準的結構參數；

步驟5、利用模擬退火算法獲取最佳校準結構參數X。

所述步驟5具體如下：

在開始迭代前X為設計值，X＝[qero,k,α,dB,L₁,L₂,Tool]，在后續的迭代中不斷的修正；