本文關(guān)鍵詞：UR5型機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與標(biāo)定實(shí)驗(yàn)研究　出處：《浙江理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：六自由度工業(yè)機(jī)器人作為先進(jìn)機(jī)電一體化的代表,是目前應(yīng)用最為廣泛的制造裝備之一。衡量工業(yè)機(jī)器人性能的重要指標(biāo)之一就是機(jī)器人的精度,工業(yè)機(jī)器人精度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為絕對(duì)定位精度和重復(fù)定位精度。重復(fù)定位精度已達(dá)到了較高的水平,一般在0.1mm數(shù)量級(jí),然而絕對(duì)定位精度難以滿足工業(yè)上實(shí)用化的需求。因此,提高機(jī)器人的絕對(duì)定位精度在機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)中起著至關(guān)重要的作用。本文以串聯(lián)的UR5型工業(yè)機(jī)器人為研究對(duì)象,從運(yùn)動(dòng)學(xué)建模、誤差分析、參數(shù)辨識(shí)和誤差補(bǔ)償?shù)确矫?系統(tǒng)的研究了機(jī)器人的標(biāo)定方法,并完成了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論歸納如下:1)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)原理,對(duì)六自由度關(guān)節(jié)型機(jī)器人的位姿精度給出評(píng)價(jià)方法,采用DH建模法針對(duì)UR5型機(jī)器人建立起了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,推導(dǎo)出該機(jī)器人的名義運(yùn)動(dòng)學(xué)幾何參數(shù),從而得到機(jī)器人末端位姿的轉(zhuǎn)換公式,并通過了仿真驗(yàn)證。2)對(duì)影響機(jī)器人精度的誤差進(jìn)行歸類分析,研究不同參數(shù)存在誤差時(shí),對(duì)機(jī)器人末端位置的影響程度。當(dāng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)坐標(biāo)變量發(fā)生微小變化時(shí),推導(dǎo)出坐標(biāo)系間的變換關(guān)系,在修正了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型奇異性的基礎(chǔ)上,得到了機(jī)器人末端位姿的誤差模型,并用仿真驗(yàn)證了在微小誤差的前提下,該誤差模型能夠近似的反映出實(shí)際誤差。3)對(duì)機(jī)器人誤差模型中不同關(guān)節(jié)的參數(shù)冗余性進(jìn)行研究,針對(duì)本文所研究的機(jī)器人構(gòu)型,去除了誤差模型中的冗余參數(shù),降低了無法建模的誤差對(duì)標(biāo)定結(jié)果的干擾,提高參數(shù)辨識(shí)的魯棒性。采用最小二乘法對(duì)誤差參數(shù)值進(jìn)行求解,在考慮外界干擾因素的情況下進(jìn)行仿真驗(yàn)證,得出在經(jīng)過六次迭代后的辨識(shí)結(jié)果與誤差預(yù)計(jì)值基本一致。4)對(duì)機(jī)器人的標(biāo)定方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,外部測量系統(tǒng)采用LEICA激光跟蹤儀進(jìn)行直接標(biāo)定,建立起激光跟蹤儀坐標(biāo)系與機(jī)器人基坐標(biāo)系的關(guān)系。通過優(yōu)選后的測點(diǎn)位姿辨識(shí)出誤差參數(shù),并補(bǔ)償?shù)矫x參數(shù)中。標(biāo)定后機(jī)器人的位置平均誤差由1.78mm降低至0.19mm,姿態(tài)平均誤差由0.83°降低至0.13°,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文的標(biāo)定方法能夠有效地提高機(jī)器人的絕對(duì)定位精度。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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