面向測量的多關(guān)節(jié)運動機構(gòu)誤差模型及標定技術(shù)研究.pdf

1、隨著汽車制造業(yè)的不斷發(fā)展，基于多關(guān)節(jié)運動平臺的通用工業(yè)機器人柔性在線視覺檢測技術(shù)對車身總成、分總成的質(zhì)量監(jiān)測和控制發(fā)揮著重大作用。為了保證檢測系統(tǒng)的測量精度，必須對系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行標定，其中包含兩個最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)：機器人本體標定，通過對機器人模型參數(shù)的準確識別，建立起機器人處于任意姿態(tài)時關(guān)節(jié)變量到末端法蘭盤坐標系位姿之間的準確映射關(guān)系；現(xiàn)場標定，在復雜的工業(yè)現(xiàn)場條件下將各個坐標系統(tǒng)一到全局坐標系下，減小坐標傳遞過程中的精度損失。論文完

2、成的主要工作有：
　　 1、將具有視覺功能的工業(yè)機器人在柔性制造業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域進行了概括總結(jié)，列舉了柔性在線視覺檢測系統(tǒng)在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細的闡述。
　　 2、對機器人的正運動學模型進行了分析比較。鑒于DH模型存在不足之處，選擇MDH模型作為機器人的正運動學模型，在此基礎(chǔ)之上推導機器人的定位誤差模型和補償模型。
　　 3、建立了基于相對位置精度的機器人定位誤差補償模型。利用空間兩點的

3、相對位置誤差作為修正模型參數(shù)的依據(jù)，由于表示相對位置的向量包含了3個不同方向的偏差信息，使得標定過程得以簡化，更適合在復雜現(xiàn)場條件下采用。
　　 4、對含有平行四邊形機構(gòu)的機器人進行了結(jié)構(gòu)分析。通過四桿機構(gòu)的另外一條傳遞路徑確定關(guān)節(jié)坐標系的變換關(guān)系，將該機構(gòu)的傳遞誤差考慮到機器人的定位誤差模型之中，并與不考慮四桿機構(gòu)的補償模型進行了比較。
　　 5、分析了機械臂柔度誤差的產(chǎn)生規(guī)律。對懸臂梁受應(yīng)力的變形情況作了理論分析，在

4、外加負載實驗基礎(chǔ)上建立了機器人柔性關(guān)節(jié)模型，進一步建立了外加負載柔度誤差補償模型和機械臂自重柔度誤差補償模型。
　　 6、對機器人運動過程中產(chǎn)生的溫度誤差進行了有效的補償。利用多元線性回歸方法確定出眾多連桿參數(shù)中受溫度變化影響最為顯著的參數(shù)，即這些參數(shù)對溫度誤差的產(chǎn)生具有最大貢獻，從而建立溫度誤差補償模型。
　　 7、進行了白車身柔性在線視覺檢測系統(tǒng)的現(xiàn)場標定并對系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)進行了精度分析。比較了基于測量姿態(tài)和基于機器