協(xié)作機(jī)器人基坐標(biāo)系標(biāo)定研究.pdf

1、目前，隨著加工任務(wù)越來越復(fù)雜，協(xié)作機(jī)器人越來越多的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中。其中對機(jī)器人的標(biāo)定，尤其是協(xié)作機(jī)器人基坐標(biāo)系的標(biāo)定問題是多機(jī)器人協(xié)作研究的一個(gè)重要的課題。
　　 本文首先介紹了協(xié)作機(jī)器人基坐標(biāo)系的標(biāo)定方法，包括利用視覺傳感器的標(biāo)定方法和構(gòu)造機(jī)器人閉環(huán)系統(tǒng)的標(biāo)定方法，重點(diǎn)分析了基于握手運(yùn)動(dòng)的協(xié)作機(jī)器人基坐標(biāo)系標(biāo)定方法，通過在協(xié)作機(jī)器人的公共空間中構(gòu)造四點(diǎn)“握手”動(dòng)作并分別記錄接觸點(diǎn)在每個(gè)機(jī)器人的基坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，求解協(xié)作機(jī)器人

2、基坐標(biāo)系間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，從而得到協(xié)作機(jī)器人基坐標(biāo)系間的位姿關(guān)系。該方法標(biāo)定過程簡單，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。然后介紹了正交歸一化方法，并分析了地面式、側(cè)墻式、頂棚式三種典型安裝方式下的協(xié)作機(jī)器人基坐標(biāo)系的特點(diǎn)，進(jìn)行了典型安裝方式協(xié)作機(jī)器人基坐標(biāo)系的標(biāo)定和仿真。接著分析了基于握手運(yùn)動(dòng)的協(xié)作機(jī)器人標(biāo)定方法的誤差來源，利用誤差的微分形式對標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行誤差分析，分別得到了旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣的誤差，計(jì)算標(biāo)定結(jié)果的誤差限。在MOTOMAN主從式雙機(jī)器

3、人協(xié)作系統(tǒng)（主機(jī)器人VA1400和從機(jī)器人HP20D）上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，得到雙機(jī)器人基坐標(biāo)系的標(biāo)定結(jié)果。最后利用Actiris359三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行精確的測量，得到基坐標(biāo)系間位姿關(guān)系的精確值，將測量結(jié)果與基坐標(biāo)系的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行分析比較，驗(yàn)證標(biāo)定方法的可行性。
　　 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可得，接觸點(diǎn)的空間位置和旋轉(zhuǎn)矩陣的優(yōu)化方法會(huì)影響協(xié)作機(jī)器人基坐標(biāo)系的標(biāo)定結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文選取靠近主機(jī)器人的直四面體的空間構(gòu)型，利用矩陣轉(zhuǎn)置的正交歸