基于点约束的工业机器人标定系统研究

发布时间：2021-07-22 15:35

　　设计了基于点约束的工业机器人标定系统,其主要原理是通过控制工业机器人末端执行器上的激光指针,使得激光束在4处位置分别能够照射到第1个位置传感装置（PSD）中心,并反射到第2个位置传感装置中心,实现激光束校准,获取4组关节角,并通过关节角分别计算出末端执行器位姿的线性方程,根据各线性方程的交点为同一点（点约束）,运用Isqnonlin函数搜索出工业机器人关节角偏差。试验在建立标定系统模型的基础上,以ABB公司的IRB120型工业机器人作为试验平台,进行了6次标定试验,试验结果表明:基于点约束的工业机器人标定系统可以快速、精确地计算出工业机器人的J2～J6关节角偏差,由于变换矩阵原因,关节角J1暂不能标定。 

【文章来源】：食品与机械. 2019,35(03)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图３位置传感固定装置Ｆｉｇｕｒｅ３Ｐｏｓｉｔｉｏｎｓｅｎｓｉｎｇｆｉｘｉｎｇｄｅｖｉｃｅ

１个ＰＳＤ上，并且反射到第２个ＰＳＤ上，再运用本文建立的标定模型和预估变换矩阵，实现激光束的ＰＳＤ中心校准，如图４所示，由于预估变换矩阵和真实变换矩阵存在一定误差，收敛过程中存在一些振动，但整体趋势会迅速收敛，同时由于工业机器人精度的限制，收敛后的存在一定微小的振动，但不影响整体标定系统。４．２试验数据与分析运用激光束校准方法，通过试验测量了６组数据，如表２所示。对表２的数据分别运用ＭＡＴＬＡＢ中的Ｉｓｑｎｏｎｌｉｎ函数进行搜索，设置迭代初值ｘ０＝［０，０，０，０，０，０］Ｔ，设置函数值的终止容限为１ｅ－５，最大迭代次数为２０００，根据本试验用ＩＲＢ１２０型工业机器人状况，关节角误差不会超过±４．５°（０．０７８５ｒａｄ），因此，设定目标的上下限值分别为：Ｖ１＝［０．０７８５，０．０７８５，０．０７８５，０．０７８５，０．０７８５，０．０７８５］Ｔ，（１４）Ｖ２＝［－０．０７８５，－０．０７８５，－０．０７８５，－０．０７８５，－０．０７８５，－０．０７８５］Ｔ。（１５）图４激光束校准ｙ轴位置误差Ｆｉｇｕｒｅ４Ｌａｓｅｒｂｅａｍｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｙａｘｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒ从表３可以看出，６组数据获得的工业机器人关节角偏差值中，除了Ｊ２和Ｊ３完全一样，其他都存在一定的差异。比较Ｉｓｑｎｏｎｌｉｎ函数的参数设置，可知Ｊ２和Ｊ３的偏差值已经到了目标设定的上限值，虽然在６组数据中计算出的偏差值一致，但并不能说明为其真实的偏差值。表２激光校准测量数据Ｔａｂｌｅ２Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｏｆｌａｓｅｒｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｒａｄ关节角第１组数据位置１位置２位置３位置４第２组数

【参考文献】：
期刊论文
[1]工业机器人末端执行器的柔顺示教研究[J]. 黄冠成,陈新度.  机械设计与制造. 2017(12)
[2]六关节工业机器人工作空间及轨迹规划仿真[J]. 李琚陈,曾谊晖.  食品与机械. 2017(10)
[3]基于PSD的工业机器人无标定伺服定位系统[J]. 王惠.  机床与液压. 2017(03)

硕士论文
[1]工业机器人运动学参数标定技术研究[D]. 丁吉祥.南京理工大学 2015
[2]基于点约束的机器人运动学参数标定技术研究[D]. 时定兵.南京理工大学 2014



本文编号：3297420