打磨机器人

误差建模的摄动法,是一种直接对机构中各个原始误差的小位移矢量进行合成,建立机器人手部位姿误差模型的方法,由于此方法无须任何微分运算,其推导过程简单明了,误差模型物理意义清晰,能适用于多种原始误差建模,在机器人误差建模中得到了广泛的应用。

本文利用摄动法建立了打磨机器人

的位姿误差模型,在误差参数辨识过程中,采用单点法,即利用同一测量点在两条不同直线轨迹上一系列位姿来计算机器人相应轴的误差参数,克服了九线法中三测量点位置误差对测量结果带来的影响,提高了误差测量的精度和可信度。最后对建立的误差模型进行了实验验证。

打磨机器人误差建模公式 :机器人有5个关节,前3个为平动关节,后2个为转动关节,第4个横滚关节轴线和第5个俯仰关节轴线理论上应垂直相交。运动学参数偏差产生的手部位姿误差由式可知,在手部坐标系内的机器人末端位置误差为同理,在手部坐标系内机器人末端姿态误差为关节间隙产生的手部位姿误差由于连杆间相互运动以及制造工艺的限制,运动关节内必然存在间隙,从而导致机器人手部位姿误差。对于具体某一个关节,有些偏差不存在,即等于零,通常转动副的轴向间隙略小于径向间隙,为便于分析,认为轴向间隙为零。基于以上分析,关节间隙产生的机器人手部位姿误差为机器人手部位姿误差是表示手部坐标系N内的矢量列阵。

机器人位姿误差模型计算:打磨机器人误差建模与参数辩识器相对于机器人基坐标系的位置坐标及与三坐标轴夹角的余弦,利用三坐标测量机在机器人工作空间随机测量30组位姿,利用式计算机器人理论位姿与实际位姿之间的偏差。机器人补偿前后的误差情况,和补偿前  精度相比,补偿后机器人平均误差降低了78%,最大误差降低了85%,表明所建立的模型和使用的参数辨识方法是有效的。

本文利用摄动法建立了打磨机器人位姿误差模型,所建误差模型简单,物理意义清晰。在误差参数辨识中,以单点法取代传统的九线法来辨识机器人的误差参数,避免了九线法中三测量点位置误差对测量结果的影响,提高了测量结果的可信度。所建误差模型经实验验证,平均误差降低到初始值的1P5左右,最大误差降低到初始值1P6左右,表明按此方法建立的误差模型是正确的。这种建模和补偿方法具有通用性,可以应用于任意机器人的误差标定。