機(jī)器人良好的絕對(duì)定位精度是應(yīng)用離線編程技術(shù)及完成精密作業(yè)的前提,然而由于加工、裝配等因素,機(jī)器人實(shí)際的結(jié)構(gòu)尺寸與其設(shè)計(jì)尺寸往往存在偏差,從而影響了其絕對(duì)定位精度。因此,通過(guò)機(jī)器人標(biāo)定盡可能地得到機(jī)器人的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸,其意義是舉足輕重的。目前大多標(biāo)定方法都需要依賴進(jìn)口的測(cè)量設(shè)備,不僅價(jià)格昂貴且難以施展于環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),相比之下,基于平面約束的自標(biāo)定方法成本低且操作方便。本文以Staubli TX60L工業(yè)機(jī)器人為研究對(duì)象,對(duì)基于平面約束的機(jī)器人自標(biāo)定技術(shù)展開(kāi)了研究。首先,針對(duì)兩種主流的D-H建模方法——Paul法和Craig法,容易出現(xiàn)混用的問(wèn)題,本文研究并指出了兩者間存在的本質(zhì)區(qū)別。分別根據(jù)兩種方法建立了Staubli TX60L機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并基于Matlab機(jī)器人工具箱,通過(guò)編程驗(yàn)證了所建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的正確性。針對(duì)相鄰關(guān)節(jié)軸線平行而產(chǎn)生的D-H參數(shù)突變現(xiàn)象,本文引入了繞坐標(biāo)系Y軸旋轉(zhuǎn)的參數(shù)?,對(duì)D-H模型進(jìn)行了完善優(yōu)化。其次,本文研究了運(yùn)動(dòng)學(xué)微分變換,在以Paul法所建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型基礎(chǔ)上,建立了末端位姿誤差模型并通過(guò)Matlab編程仿真驗(yàn)證了模型的正確性。在此基礎(chǔ)上建... 

【文章來(lái)源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：108 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

球桿儀

成了標(biāo)定過(guò)程。拉線式傳感器，如圖 1-3，精度及效率較高，但價(jià)格昂貴。成世良[34]基于拉線式編碼器設(shè)計(jì)了一套測(cè)試系統(tǒng)，并將測(cè)量的位置及距離數(shù)據(jù)與激光跟蹤儀所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，雖然測(cè)量精度沒(méi)有達(dá)到指標(biāo)要求，但證明了測(cè)量方法的可行性；Messay[35]等利用1DCAL 和 3DCAL 分別對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了標(biāo)定及性能測(cè)試。經(jīng)緯儀，如圖 1-4，測(cè)量范圍較廣、精度高，但只能用于靜態(tài)測(cè)量。孫漢旭等[36]基于電子經(jīng)緯儀對(duì)一般工業(yè)機(jī)械臂進(jìn)行了標(biāo)定，并將測(cè)量數(shù)據(jù)與激光跟蹤儀所測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果證明經(jīng)緯儀用于標(biāo)定研究的可靠性；Fraczek 等[37]應(yīng)用經(jīng)緯儀分別對(duì)五自由度及六自由度的機(jī)器人成功進(jìn)行了標(biāo)定。激光跟蹤儀，如圖 1-5，雖然價(jià)格昂貴，但精度極高、測(cè)量范圍極大，被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人的標(biāo)定研究中。Newman 等[38]、Conte 等[39]、葉聲華等[40]、任永杰等[41]、龔星如等[42]分別將激光跟蹤儀測(cè)量得到的高精度數(shù)據(jù)應(yīng)用于機(jī)器人標(biāo)定。雙目視覺(jué)，如圖 1-6，安裝方便、精度較高，但成本較高、測(cè)量范圍相對(duì)較小。應(yīng)再恩等[43]、劉潔等[44-45]分別利用 Vxtrack 實(shí)現(xiàn)了測(cè)量機(jī)器人末端位姿數(shù)據(jù)并對(duì)機(jī)器人定位精度（重復(fù)精度、絕對(duì)精度、軌跡精度）進(jìn)行了評(píng)估，最終完成了標(biāo)定過(guò)程。

成了標(biāo)定過(guò)程。拉線式傳感器，如圖 1-3，精度及效率較高，但價(jià)格昂貴。成世良[34]基于拉線式編碼器設(shè)計(jì)了一套測(cè)試系統(tǒng)，并將測(cè)量的位置及距離數(shù)據(jù)與激光跟蹤儀所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，雖然測(cè)量精度沒(méi)有達(dá)到指標(biāo)要求，但證明了測(cè)量方法的可行性；Messay[35]等利用1DCAL 和 3DCAL 分別對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了標(biāo)定及性能測(cè)試。經(jīng)緯儀，如圖 1-4，測(cè)量范圍較廣、精度高，但只能用于靜態(tài)測(cè)量。孫漢旭等[36]基于電子經(jīng)緯儀對(duì)一般工業(yè)機(jī)械臂進(jìn)行了標(biāo)定，并將測(cè)量數(shù)據(jù)與激光跟蹤儀所測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果證明經(jīng)緯儀用于標(biāo)定研究的可靠性；Fraczek 等[37]應(yīng)用經(jīng)緯儀分別對(duì)五自由度及六自由度的機(jī)器人成功進(jìn)行了標(biāo)定。激光跟蹤儀，如圖 1-5，雖然價(jià)格昂貴，但精度極高、測(cè)量范圍極大，被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人的標(biāo)定研究中。Newman 等[38]、Conte 等[39]、葉聲華等[40]、任永杰等[41]、龔星如等[42]分別將激光跟蹤儀測(cè)量得到的高精度數(shù)據(jù)應(yīng)用于機(jī)器人標(biāo)定。雙目視覺(jué)，如圖 1-6，安裝方便、精度較高，但成本較高、測(cè)量范圍相對(duì)較小。應(yīng)再恩等[43]、劉潔等[44-45]分別利用 Vxtrack 實(shí)現(xiàn)了測(cè)量機(jī)器人末端位姿數(shù)據(jù)并對(duì)機(jī)器人定位精度（重復(fù)精度、絕對(duì)精度、軌跡精度）進(jìn)行了評(píng)估，最終完成了標(biāo)定過(guò)程。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)標(biāo)定誤差不確定度研究[J]. 李睿,曲興華.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2014(10)
[6]基于雙目視覺(jué)動(dòng)態(tài)跟蹤的機(jī)器人標(biāo)定[J]. 應(yīng)再恩,李正洋,平雪良,蔣毅,劉開(kāi)明.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2014(05)
[7]我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王田苗,陶永.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(09)
[8]一種基于指數(shù)積的串聯(lián)機(jī)器人標(biāo)定方法[J]. 高文斌,王洪光,姜勇.  機(jī)器人. 2013(02)
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博士論文
[1]提高串聯(lián)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)精度的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王琨.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[2]飛機(jī)自動(dòng)化裝配工業(yè)機(jī)器人精度補(bǔ)償方法與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 周煒.南京航空航天大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于VXtrack動(dòng)態(tài)跟蹤的機(jī)器人測(cè)量系統(tǒng)研發(fā)[D]. 劉潔.江南大學(xué) 2016
[2]基于平面約束的工業(yè)機(jī)器人誤差補(bǔ)償技術(shù)研究[D]. 齊飛.江南大學(xué) 2016
[3]工業(yè)機(jī)器人精度評(píng)估與誤差補(bǔ)償研究[D]. 喻敏.南京航空航天大學(xué) 2015
[4]基于拉線傳感器的工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 成世良.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]Staubli工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定算法和實(shí)驗(yàn)研究[D]. 丁學(xué)亮.浙江理工大學(xué) 2014
[6]基于視覺(jué)的機(jī)器人標(biāo)定的研究[D]. 盧鈺庭.華南理工大學(xué) 2013
[7]工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定及誤差分析研究[D]. 夏天.上海交通大學(xué) 2009
[8]測(cè)量機(jī)器人模型誤差及標(biāo)定方法的研究[D]. 王一.天津大學(xué) 2006



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