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.pdf

1、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

2、誤差補(bǔ)償?shù)确矫妫到y(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?jī)?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

3、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