機器人良好的絕對定位精度是應(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,機器人實際的結(jié)構(gòu)尺寸與其設(shè)計尺寸往往存在偏差,從而影響了其絕對定位精度。因此,通過機器人標(biāo)定盡可能地得到機器人的實際結(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口的測量設(shè)備,不僅價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,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)機器人為研究對象,對基于平面約束的機器人自標(biāo)定技術(shù)展開了研究。首先,針對兩種主流的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機器人運動學(xué)模型,并基于Matlab機器人工具箱,通過編程驗證了所建立運動學(xué)模型的正確性。針對相鄰關(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D-H模型進行了完善優(yōu)化。其次,本文研究了運動學(xué)微分變換,在以Paul法所建立的運動學(xué)模型基礎(chǔ)上,建立了末端位姿誤差模型并通過Matlab編程仿真驗證了模型的正確性。在此基礎(chǔ)上建... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

球桿儀

成了標(biāo)定過程。拉線式傳感器，如圖 1-3，精度及效率較高，但價格昂貴。成世良[34]基于拉線式編碼器設(shè)計了一套測試系統(tǒng)，并將測量的位置及距離數(shù)據(jù)與激光跟蹤儀所測數(shù)據(jù)進行對比，雖然測量精度沒有達到指標(biāo)要求，但證明了測量方法的可行性；Messay[35]等利用1DCAL 和 3DCAL 分別對機器人進行了標(biāo)定及性能測試。經(jīng)緯儀，如圖 1-4，測量范圍較廣、精度高，但只能用于靜態(tài)測量。孫漢旭等[36]基于電子經(jīng)緯儀對一般工業(yè)機械臂進行了標(biāo)定，并將測量數(shù)據(jù)與激光跟蹤儀所測量得到的數(shù)據(jù)進行了對比，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)緯儀分別對五自由度及六自由度的機器人成功進行了標(biāo)定。激光跟蹤儀，如圖 1-5，雖然價格昂貴，但精度極高、測量范圍極大，被廣泛應(yīng)用于機器人的標(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量得到的高精度數(shù)據(jù)應(yīng)用于機器人標(biāo)定。雙目視覺，如圖 1-6，安裝方便、精度較高，但成本較高、測量范圍相對較小。應(yīng)再恩等[43]、劉潔等[44-45]分別利用 Vxtrack 實現(xiàn)了測量機器人末端位姿數(shù)據(jù)并對機器人定位精度（重復(fù)精度、絕對精度、軌跡精度）進行了評估，最終完成了標(biāo)定過程。

成了標(biāo)定過程。拉線式傳感器，如圖 1-3，精度及效率較高，但價格昂貴。成世良[34]基于拉線式編碼器設(shè)計了一套測試系統(tǒng)，并將測量的位置及距離數(shù)據(jù)與激光跟蹤儀所測數(shù)據(jù)進行對比，雖然測量精度沒有達到指標(biāo)要求，但證明了測量方法的可行性；Messay[35]等利用1DCAL 和 3DCAL 分別對機器人進行了標(biāo)定及性能測試。經(jīng)緯儀，如圖 1-4，測量范圍較廣、精度高，但只能用于靜態(tài)測量。孫漢旭等[36]基于電子經(jīng)緯儀對一般工業(yè)機械臂進行了標(biāo)定，并將測量數(shù)據(jù)與激光跟蹤儀所測量得到的數(shù)據(jù)進行了對比，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)緯儀分別對五自由度及六自由度的機器人成功進行了標(biāo)定。激光跟蹤儀，如圖 1-5，雖然價格昂貴，但精度極高、測量范圍極大，被廣泛應(yīng)用于機器人的標(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量得到的高精度數(shù)據(jù)應(yīng)用于機器人標(biāo)定。雙目視覺，如圖 1-6，安裝方便、精度較高，但成本較高、測量范圍相對較小。應(yīng)再恩等[43]、劉潔等[44-45]分別利用 Vxtrack 實現(xiàn)了測量機器人末端位姿數(shù)據(jù)并對機器人定位精度（重復(fù)精度、絕對精度、軌跡精度）進行了評估，最終完成了標(biāo)定過程。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于球桿儀的三自由度串聯(lián)機械臂運動學(xué)標(biāo)定方法研究[J]. 車亞肖,楊新剛,高峰,黃玉美,韓文濤,高恒.  機械強度. 2017(06)
[2]機械臂絕對定位精度標(biāo)定關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 高涵,張明路,張小俊,白豐.  計算機應(yīng)用研究. 2017(09)
[3]基于視覺跟蹤的機器人測量方法與實現(xiàn)[J]. 劉潔,平雪良,齊飛,蔣毅.  應(yīng)用光學(xué). 2016(05)
[4]6自由度串聯(lián)機器人D-H模型參數(shù)辨識及標(biāo)定[J]. 張旭,鄭澤龍,齊勇.  機器人. 2016(03)
[5]工業(yè)機器人運動學(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. 2014(10)
[6]基于雙目視覺動態(tài)跟蹤的機器人標(biāo)定[J]. 應(yīng)再恩,李正洋,平雪良,蔣毅,劉開明.  計算機應(yīng)用研究. 2014(05)
[7]我國工業(yè)機器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王田苗,陶永.  機械工程學(xué)報. 2014(09)
[8]一種基于指數(shù)積的串聯(lián)機器人標(biāo)定方法[J]. 高文斌,王洪光,姜勇.  機器人. 2013(02)
[9]基于空間插值的工業(yè)機器人精度補償方法理論與試驗[J]. 周煒,廖文和,田威.  機械工程學(xué)報. 2013(03)
[10]工業(yè)機器人的絕對定位誤差模型及其補償算法[J]. 龔星如,沈建新,田威,廖文和,萬世明,劉勇.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2012(S1)

博士論文
[1]提高串聯(lián)機械臂運動精度的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王琨.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[2]飛機自動化裝配工業(yè)機器人精度補償方法與實驗研究[D]. 周煒.南京航空航天大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于VXtrack動態(tài)跟蹤的機器人測量系統(tǒng)研發(fā)[D]. 劉潔.江南大學(xué) 2016
[2]基于平面約束的工業(yè)機器人誤差補償技術(shù)研究[D]. 齊飛.江南大學(xué) 2016
[3]工業(yè)機器人精度評估與誤差補償研究[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)機器人標(biāo)定系統(tǒng)設(shè)計[D]. 成世良.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]Staubli工業(yè)機器人標(biāo)定算法和實驗研究[D]. 丁學(xué)亮.浙江理工大學(xué) 2014
[6]基于視覺的機器人標(biāo)定的研究[D]. 盧鈺庭.華南理工大學(xué) 2013
[7]工業(yè)機器人運動學(xué)標(biāo)定及誤差分析研究[D]. 夏天.上海交通大學(xué) 2009
[8]測量機器人模型誤差及標(biāo)定方法的研究[D]. 王一.天津大學(xué) 2006



本文編號：2984925