Delta并联机器人运动学标定

【摘要】工业机器人的应用与发展反映了现代工业的转型方向,由自动化的设备代替人工,不仅可以提高效率,还可以克服多种恶劣的工作环境,以及人工带来各种不可控因素。而工业机器人的产生更是反应了从专用的自动化设备向智能化、多功能化的现代自动化装备发展的趋势。Delta工业机器人是工业机器人中的一种并联机器人,主要可以实现包装、分拣、轻量搬运等工序,现已广泛应用在电子、食品、制药、医疗等行业。然而,经过实际的应用,以及同行业的调查得到的信息是,工业机器人目前无法应用在高精度要求的场合,如果只是运用工业机器人的重复定位精度,最好的可以达到±0.05mm的精度,然而当加上了机器视觉,或者应用在离线编程等场合时,机器人便很难胜任。原因是工业机器人存在制造、装配等导致的实际参数与设计参数的误差、以及控制系统的误差,导致了工业机器人的绝对精度往往存在数毫米,甚至厘米级别的误差。针对此问题,本文根据实际研究中出现的问题,以Delta并联工业机器人为研究对象,本文提出了一套新的标定方法,对其进行了运动学标定。首先,本文对Delta工业机器人的模型进行了分析,同时对其机械结构进行了分拆分析,通过对比得到了其可能存在的实际误差项。其次,本文对Delta机器人的运动学进行了分析,通过将得到的误差项加入运动学模型,得到了机器人末端位置实际与理论存在的绝对误差。然后通过线性化将误差项分离,从而使得可以通过对末端实际位置的测量与控制系统中相对应的末端位置做差,得到实际末端位置误差,并利用该实际误差项,反算出Delta机器人的运动学参数误差。然后再对机器人的控制器中的模型参数进行补偿,从而达到运动学精度标定的结果。除此之外,本文还对Delta机器人的结构的关键零部件进行了精度补偿。从而使整个机器人的实际模型与设计的运动学模型尽可能的相符合。最后,本文利用提出的标定方法,进行了实验论证。事实证明该标定方法对提升Delta工业机器人的绝对精度具有明显的效果。
【作者】曾奇；
【导师】刘冠峰；
【作者基本信息】广东工业大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】Delta工业机器人；误差；运动学；精度标定；激光跟踪仪；

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