面向多品種、小批量定制化生產的智能柔性制造系統(tǒng)已成為現代制造技術發(fā)展趨勢之一,作為一種典型的多關節(jié)柔性運動平臺,工業(yè)機器人將在現代制造向先進智能制造的轉型升級過程中扮演“催化劑”的角色。由于本體結構及使用環(huán)境限制,工業(yè)機器人絕對定位精度低、長期穩(wěn)定性差,尚無法直接適應新型產業(yè)環(huán)境下各行業(yè)的新應用、新需求�，F有的機器人誤差補償技術研究依然停留在尋找更完備的運動學模型或更高效的誤差估值算法的層次,未能將誤差補償方法與關節(jié)機器人運動特性緊密結合,形成系統(tǒng)有效的誤差補償與精度維護機制,真正提升現場環(huán)境下工業(yè)機器人運動精度及自主性能。本文針對制造現場環(huán)境下工業(yè)機器人定位誤差補償與精度維護問題,研究一種可行可靠、創(chuàng)新的分級補償與在線自維護方法。論文在探究機器人位姿誤差分布規(guī)律及誤差源作用機理的基礎上,從關節(jié)誤差建模、幾何誤差建模、構建關節(jié)空間高精度網格陣列等多個層面開展分級補償方法研究,將機器人絕對定位精度提升至重復定位精度水平,并詳細闡明了各層次補償方法的基本原理、主要問題和關鍵技術,完成了實驗驗證與現場應用工作。論文主要研究內容歸納如下:1、基于重復定位精度和絕對定位精度兩大評估指標,分析了機... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：133 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及問題描述
    1.2 高精度機器人控制的需求與應用
    1.3 工業(yè)機器人誤差補償研究現狀
        1.3.1 運動學模型標定
        1.3.2 非模型標定
        1.3.3 自標定
    1.4 課題來源及研究內容
第二章 位姿描述與位姿誤差分析
    2.1 位姿描述方法
        2.1.1 作業(yè)空間及關節(jié)空間
        2.1.2 機器人運動學模型
    2.2 位姿精度評估與誤差分析
        2.2.1 位姿重復性與位姿準確度
        2.2.2 位姿誤差分析與誤差歸類
        2.2.3 多級分層誤差補償
    2.3 誤差測量分析實驗
        2.3.1 關節(jié)誤差測量實驗
        2.3.2 位姿誤差測量實驗
    2.4 本章小結
第三章 關節(jié)誤差分類補償
    3.1 串聯機構柔性誤差分析
        3.1.1 誤差建模
        3.1.2 誤差仿真
    3.2 平行四桿機構誤差分析
        3.2.1 傳動誤差分析
        3.2.2 柔性誤差分析
        3.2.3 誤差標定
    3.3 腕部關節(jié)誤差分析
    3.4 本章小結
第四章 幾何誤差建模與標定
    4.1 運動學誤差模型
    4.2 基于絕對位置精度的幾何誤差標定
        4.2.1 幾何誤差標定模型
        4.2.2 參數冗余性分析
    4.3 最優(yōu)標定姿態(tài)選擇策略
        4.3.1 可觀測性指數
        4.3.2 最優(yōu)標定姿態(tài)選擇策略
    4.4 基于固定點約束的幾何誤差自標定
        4.4.1 手眼關系標定
        4.4.2 自標定模型
        4.4.3 機器人溫度補償方法
    4.5 自標定實驗
    4.6 本章小結
第五章 基于關節(jié)空間網格分割的非幾何誤差標定
    5.1 關節(jié)空間網格分割原理
        5.1.1 機器人非模型誤差標定
        5.1.2 關節(jié)空間誤差分析
        5.1.3 關節(jié)空間網格分割
    5.2 關節(jié)空間網格插值補償方法
        5.2.1 誤差插值方法
        5.2.2 最優(yōu)步長選擇方法
    5.3 IRB2400機器人多級分層誤差補償實驗
    5.4 本章小結
第六章 機器人定位誤差補償應用
    6.1 高精度離線軌跡規(guī)劃
        6.1.1 誤差離線補償方法
        6.1.2 離線軌跡規(guī)劃
    6.2 汽車鈑金件柔性自動化測量
        6.2.1 測量平臺搭建
        6.2.2 汽車車門形貌測量
    6.3 本章小結
第七章 全文總結與展望
    7.1 全文總結
    7.2 論文創(chuàng)新點
    7.3 工作展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]智能制造裝備的發(fā)展現狀與趨勢[J]. 傅建中.  機電工程. 2014(08)
[2]以創(chuàng)新搶占“工業(yè)4.0”時代發(fā)展制高點[J]. 王巍.  現代商貿工業(yè). 2014(03)
[3]工業(yè)機器人自動鉆孔及锪窩一體化加工[J]. 董輝躍,曹國順,曲巍崴,柯映林.  浙江大學學報(工學版). 2013(02)
[4]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.  機械工程學報. 2013(03)
[5]機器人輔助飛機裝配制孔中位姿精度補償技術[J]. 曲巍崴,董輝躍,柯映林.  航空學報. 2011(10)
[6]機器人柔性視覺檢測系統(tǒng)現場標定技術[J]. 任永杰,邾繼貴,楊學友,葉聲華.  機器人. 2009(01)
[7]基于距離精度的測量機器人標定模型及算法[J]. 任永杰,邾繼貴,楊學友,葉聲華.  計量學報. 2008(03)
[8]機器人運動學標定綜述[J]. 王東署,遲健男.  計算機應用研究. 2007(09)
[9]利用激光跟蹤儀對機器人進行標定的方法[J]. 任永杰,邾繼貴,楊學友,葉聲華.  機械工程學報. 2007(09)
[10]基于運動學標定的空間機器人位姿精度的研究[J]. 劉宇,梁斌,強文義,李成.  機械設計. 2007(04)

博士論文
[1]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 2012
[2]面向測量的多關節(jié)運動機構誤差模型及標定技術研究[D]. 王一.天津大學 2009
[3]測量機器人本體標定技術研究[D]. 任永杰.天津大學 2007
[4]工業(yè)機器人標定技術研究[D]. 王東署.東北大學 2006
[5]機器人位姿誤差的分析與綜合[D]. 焦國太.北京工業(yè)大學 2002

碩士論文
[1]基于GIS的地層產狀空間插值方法研究[D]. 程明華.中國地質大學（北京） 2010



本文編號：3078981