基于在線位姿測控系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人定位精度優(yōu)化.pdf

1、現(xiàn)代制造技術(shù)中將工業(yè)機(jī)器人作為智能制造系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分。隨著德國“工業(yè)4.0”高端制造技術(shù)計(jì)劃和《中國制造2025》國家戰(zhàn)略計(jì)劃的提出，基于工業(yè)機(jī)器人的數(shù)字化柔性加工系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域的重要性迅速上升。然而，工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)有的絕對定位精度還不足以滿足精密加工領(lǐng)域的需求。目前通過修正機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)參數(shù)誤差雖然在一定程度上可以提高機(jī)器人定位精度，但機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型并不能完整準(zhǔn)確地描述機(jī)器人實(shí)際位姿，并且離線標(biāo)定無法反映機(jī)器人受到的環(huán)境、負(fù)載等

2、干擾。因此，本文研究了一種通過外部測控系統(tǒng)實(shí)時測量機(jī)器人終端位姿，優(yōu)化補(bǔ)償機(jī)器人定位精度的方法。通過外部測控系統(tǒng)的在線測量和補(bǔ)償，得到機(jī)器人終端的實(shí)時位姿信息，不僅能簡化機(jī)器人復(fù)雜的參數(shù)建模過程，適應(yīng)實(shí)際情況變化，且能夠反映機(jī)器人的綜合誤差。
　　本文利用近景攝影系統(tǒng)、雙軸傾角測量儀和PC機(jī)組合為一套六自由度位姿在線測量系統(tǒng)，它能夠通過視覺、電學(xué)、慣性測量相結(jié)合的方式實(shí)時獲取機(jī)器人末端執(zhí)行器的六自由度位姿信息。本文利用離線誤差標(biāo)定

3、技術(shù)和終端測量技術(shù)相結(jié)合，離線與在線方式相結(jié)合，發(fā)展了一種機(jī)器人離線參數(shù)標(biāo)定方法。研究了基于卡爾曼濾波和矩陣加權(quán)線性最小方差最優(yōu)融合準(zhǔn)則的多傳感器數(shù)據(jù)融合方法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人在線位姿測量系統(tǒng)的超前動態(tài)預(yù)估和冗余數(shù)據(jù)融合。同時，發(fā)展了一種工業(yè)機(jī)器人編碼器解算值與雙軸慣性傾角儀相結(jié)合，測量三維姿態(tài)角的方法。本文研究并分析了在線位姿測量系統(tǒng)的最佳工作范圍和最佳工作條件。提出一種基于點(diǎn)云特征線重合的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方法，能夠準(zhǔn)確快速地統(tǒng)一在線位姿測量系