6R型工业机器人标定技术研究及算法实现

发布时间：2018-06-10 09:32

  本文选题：离线编程 + 位姿精度　； 参考：《合肥工业大学》2017年硕士论文

【摘要】：随着离线编程技术的快速发展,人们对机器人定位精度也提出了更高的要求,如何提高机器人定位精度是科研工作者不得不考虑的一项重要研究课题。用标定的方法提高机器人位姿精度以及离线程序的准确性对扩大机器人应用范围、增强自主性具有重要意义和现实价值。文章首先阐述了机器人本体结构参数标定原理,建立了机器人标定误差模型,并根据位姿精度评估原理对机器人末端定位精度的参数敏感性进行分析,分别得出角度类参数偏差和长度类参数偏差对机器人位置准确度的影响规律并结合Matlab软件对机器人本体结构参数计算方法进行了验证。其次,对机器人工具参数标定方法展开研究,对机器人自标定工具进行结构设计并提出一种基于球面约束的工具参数标定方法,通过在DELMIA软件中建立标定仿真模型,用Levenberg-Marquardt算法完成对工具参数的辨识求解,将求解结果与仿真中设定的理论工具参数作对比,验证工具参数标定方法及算法的有效性和准确性。同时对机器人飞行滚边工具标定方法进行研究,确立了飞行滚边工具的最终标定方法。再次,针对未安装工具的机器人,文章提出基于球面约束和平面点约束两种工件参数标定方法;针对已安装末端工具的机器人,文章通过将千分表安装在现有末端工具上并借助标定靶完成对工件参数的标定。最后,结合仿真与实验对上述工具和工件参数标定方法进行了验证,得出标定方法的有效性以及标定结果的准确性。
[Abstract]:With the rapid development of off-line programming technology, people have put forward higher requirements for robot positioning accuracy. How to improve robot positioning accuracy is an important research topic that researchers have to consider. It is of great significance and practical value to improve the precision of robot position and pose and the accuracy of off-line program to expand the range of robot application and enhance autonomy by using calibration method. In this paper, the calibration principle of robot structure parameters is introduced, the calibration error model of robot is established, and the sensitivity of robot terminal positioning accuracy is analyzed according to the accuracy evaluation principle. The influence law of angle parameter deviation and length class parameter deviation on robot position accuracy is obtained, and the calculation method of robot body structure parameter is verified with Matlab software. Secondly, the paper studies the calibration method of robot tool parameters, designs the structure of robot self-calibration tool and proposes a tool parameter calibration method based on spherical constraint. The calibration simulation model is established in Delmia software. Levenberg-Marquardt algorithm is used to identify and solve the parameters of the tool. The results are compared with the theoretical parameters set in the simulation to verify the validity and accuracy of the calibration method and the algorithm. At the same time, the calibration method of flying edge rolling tool for robot is studied, and the final calibration method of flight edge rolling tool is established. Thirdly, aiming at the robot that has not installed the tool, this paper proposes two kinds of workpiece parameter calibration methods based on sphere constraint and plane point constraint, and for the robot with the installed end tool, In this paper, the calibration of workpiece parameters is accomplished by installing the meter on the existing end tool and with the aid of the calibration target. Finally, combined with simulation and experiments, the calibration methods of the above tools and workpiece parameters are verified, and the validity of the calibration method and the accuracy of the calibration results are obtained.
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP242

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本文编号：2002754