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机械臂绝对定位精度标定关键技术综述

计算机应用研究 2017年第9期34卷 2570-2576页

作者：高涵张明路张小俊白丰河北工业大学机械工程学院天津300130 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150080

目前我国飞机和卫星装配仍主要采用人工装配,装配技术陈旧、机器人绝对定位精度低等问题难以满足飞机和卫星高精度、高性能的要求,阻碍了工业机器人在航空制造行业的发展。在机器人柔性自动化装配过程中,如何提高机械臂绝对定位精度的... 详细信息

目前我国飞机和卫星装配仍主要采用人工装配,装配技术陈旧、机器人绝对定位精度低等问题难以满足飞机和卫星高精度、高性能的要求,阻碍了工业机器人在航空制造行业的发展。在机器人柔性自动化装配过程中,如何提高机械臂绝对定位精度的标定技术已成为学术界和工业界广泛关注的焦点。为了系统地分析和总结现有的研究成果,对绝对定位精度标定方法进行了分类探讨,归纳了国内外机械臂标定技术的研究现状,详细分析了误差不确定性、冗余参数的消除及最优测量结构选择性等关键技术,并对机械臂绝对定位精度标定技术的未来发展趋势进行了构想和展望。

关键词：机械臂绝对定位精度标定几何参数非几何参数不确定

基于改进模拟退火算法的工业机器人绝对定位精度提高

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第4期57卷 374-381页

作者：黄智闵杰陈贵科饶志敏辛强赵寻电子科技大学机械与电气工程学院成都611731 中国船舶集团有限公司第七一○研究所宜昌443003 中国科学院光电技术研究所成都610207

工业机器人在抛光大口径光学元件时由于其较低的绝对定位精度,使得加工元件较难达到较高的面形精度.本文提出一种通过考虑测量坐标系与机器人基坐标系之间的转换误差、机器人的运动学误差以及机器人法兰端到工具坐标系的测量误差等多误... 详细信息

工业机器人在抛光大口径光学元件时由于其较低的绝对定位精度,使得加工元件较难达到较高的面形精度.本文提出一种通过考虑测量坐标系与机器人基坐标系之间的转换误差、机器人的运动学误差以及机器人法兰端到工具坐标系的测量误差等多误差源构建工业机器人综合误差模型的校准方法.通过仿真实验与PSO、AFSA、SA算法进行对比,证明改进后的Be-SA算法在辨识误差参数时具有更快的收敛速度和更高的精度.实验结果表明通过Be-SA算法辨识后的KUKA KR 120 R3900的平均绝对定位误差由2.497 mm降低为0.321 mm,最大绝对定位精度由3.358 mm降低为0.961 mm,构建的综合误差模型在辨识运动学误差参数时具有良好的适用性,改进后的Be-SA算法能有效提高机器人的绝对定位精度,对于磨抛大口径光学元件的性能提升具有重要参考价值.

关键词：工业机器人绝对定位精度模拟退火算法误差模型

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工业机器人绝对定位精度优化方法综述

表面工程与再制造 2019年第2期19卷 28-32页

作者：杨文韬詹军佘勇吴强武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 湖北三环智能科技有限公司湖北武汉430070

现今工业生产中,工业机器人的应用越来越广泛。从对定位精度要求较低的搬运和弧焊,到对定位精度要求很高的精密装配和精密钻孔等作业中,均可以看到工业机器人参与其中。但是随着智能化、自动化生产的不断发展,对工业机器人的绝对定位精... 详细信息

现今工业生产中,工业机器人的应用越来越广泛。从对定位精度要求较低的搬运和弧焊,到对定位精度要求很高的精密装配和精密钻孔等作业中,均可以看到工业机器人参与其中。但是随着智能化、自动化生产的不断发展,对工业机器人的绝对定位精度要求越来越高。本文说明了造成工业机器人重复定位精度较高而绝对定位精度较低的原因,介绍了目前国内外用于提高其绝对定位精度的方法,并比较了两种方法各自优劣势。

关键词：工业机器人重复定位精度绝对定位精度

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机械臂绝对定位精度测量

计算机测量与控制 2007年第3期15卷 305-307页

作者：邓启文韦庆杨乐平国防科大机电工程与自动化学院湖南长沙410073 国防科大航天与材料学院湖南长沙410073

提出了用激光跟踪仪标定机械臂的D-H参数、测量机械臂绝对位姿以及对机械臂的绝对定位精度进行分析的方法;用激光跟踪仪测量机械臂各个关节单独运动时得到的一系列离散点,就可确定机械臂各个关节的轴线,由此建立机械臂的D-H坐标系,并对... 详细信息

提出了用激光跟踪仪标定机械臂的D-H参数、测量机械臂绝对位姿以及对机械臂的绝对定位精度进行分析的方法;用激光跟踪仪测量机械臂各个关节单独运动时得到的一系列离散点,就可确定机械臂各个关节的轴线,由此建立机械臂的D-H坐标系,并对D-H参数进行标定;然后,给出了由6D激光头位姿确定机械臂末端位姿的方法;最后,推出了由测量位姿值与命令位姿值相比较,得到机械臂绝对定位的位置和姿态偏差的方法;这些方法可以有效、迅速地完成对机械臂绝对定位精度的测量。

关键词：激光跟踪仪绝对定位精度

面向叶片磨抛的机器人绝对定位精度提升方法及实验研究

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面向叶片磨抛的机器人绝对定位精度提升方法及实验研究

作者：罗国跃重庆大学

学位级别：硕士

叶片在航空发动机中的数量约占整机制造量的三分之一,常处于高温、高速、高负荷的极端恶劣的工作条件下,它的尺寸精度以及表面质量会直接影响发动机的使役性能。利用工业机器人灵活、工作空间大等优势对具有复杂结构的叶片进行高效的精... 详细信息

叶片在航空发动机中的数量约占整机制造量的三分之一,常处于高温、高速、高负荷的极端恶劣的工作条件下,它的尺寸精度以及表面质量会直接影响发动机的使役性能。利用工业机器人灵活、工作空间大等优势对具有复杂结构的叶片进行高效的精密磨抛已经成为一种有效的加工方法,然而机器人本身较低的绝对定位精度却成了其应用于精密磨抛的一个阻碍,低定位精度会直接降低叶片最后的加工质量和服役性能。为了解决这一问题,本文利用运动学标定手段来提高机器人的绝对定位精度,进而促进磨抛轨迹精度的提升以获得更好的加工质量。本文的主要内容如下:(1)阐述叶片机器人磨抛的基本加工方案,研究分析并建立加工系统中的空间运动链;基于NURBS曲线曲面知识利用算法在叶片工件CAD模型上进行加工路径规划;通过建立机器人连杆坐标系,对机器人连杆之间的运动关系用齐次变换法加以描述,并在此基础上采用MDH(Modified Denavit-Hartenberg)模型对机器人进行运动学建模;分析同一末端位姿下机器人的多种可能形位,对机器人各形位进行编码,基于空间形位求解机器人的几何逆解,实现机器人的形位与逆解一一对应。(2)对机器人定位误差的致因进行分析并基于微分运动学建立表达机器人关节参数误差与末端定位误差之间映射关系的误差模型;针对LM(LevenbergMarquard)算法、DE(Differential Evolution)算法在机器人运动学参数辨识应用上所存在的不足,提出融合改进的LM-DEH(Levenberg-Marquard and Differential Evolution hybrid algorithm)算法来实现参数误差的精确辨识,利用MATLAB对参数辨识过程进行仿真,通过多种算法的仿真结果对比验证改进算法用于参数辨识的正确性和有效性;鉴于机器人控制系统的封闭性,无法直接修正关节参数,采用关节补偿法对误差进行补偿。(3)以FANUC机器人为实验对象,利用激光跟踪仪对机器人末端真实位置进行测量并基于测量数据对机器人进行运动学标定;在此基础上进一步开展叶片机器人磨抛加工实验,通过机器人标定前后的叶片加工精度对比验证绝对定位精度的提高对叶片加工质量的提升作用;提出磨抛轨迹精度的概念并定义其评价方式,探究定位精度的提高对磨抛轨迹精度的影响规律,并通过开展磨抛轨迹精度提升实验进行结论验证。

关键词：工业机器人绝对定位精度运动学标定磨抛轨迹精度航发叶片

基于iGPS的煤巷狭长空间中掘进机绝对定位精度研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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仪器仪表学报 2016年第8期37卷 1920-1926页

作者：贾文浩陶云飞张敏骏李瑞吴淼中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 北京大学工学院北京100871

为解决目前掘进机定位方法中存在的非坐标化测量、自动化程度低、易被障碍物遮挡等问题,提出一种基于室内定位系统的掘进机定位方法。该方法将激光接收器安装在掘进机机身固定位置处,通过测量激光接收器在发射站坐标系下的三维坐标,实... 详细信息

为解决目前掘进机定位方法中存在的非坐标化测量、自动化程度低、易被障碍物遮挡等问题,提出一种基于室内定位系统的掘进机定位方法。该方法将激光接收器安装在掘进机机身固定位置处,通过测量激光接收器在发射站坐标系下的三维坐标,实现对掘进机的绝对定位。基于随机误差建模理论推导双发射站坐标测量的误差传导公式;针对目前室内定位系统绝对测量精度检测方法在狭长空间应用中的局限性,结合测量精度理论分析结果,提出一种适用于狭长空间的绝对测量精度检测方法。实验数据表明,双发射站测量系统在1.2m间距下,发射站与掘进机相距17m时Y轴定位精度优于10cm,X、Z轴定位精度优于2cm。

关键词：掘进机室内定位系统狭长空间绝对定位精度检测方法

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考虑测量空间的机器人绝对定位精度标定

机械科学与技术 2020年第1期39卷 68-73页

作者：齐俊德张定华李山陈冰西北工业大学机电学院西安710072

相较于机床,工业机器人绝对定位精度较低,难以满足磨削等高精度加工工艺的需求,较大地限制了其应用拓展。针对该问题,本文重点考虑空间测量位置的优化与选择,提出了一种基于距离精度的机器人绝对定位精度标定方法。首先在空间测量位置... 详细信息

相较于机床,工业机器人绝对定位精度较低,难以满足磨削等高精度加工工艺的需求,较大地限制了其应用拓展。针对该问题,本文重点考虑空间测量位置的优化与选择,提出了一种基于距离精度的机器人绝对定位精度标定方法。首先在空间测量位置对于测量精度影响分析的基础上,采用了雅克比矩阵条件数来定量描述机器人运动性能。结合机器人关节运动特征,分别给出了关节空间与末端笛卡尔运动空间内的机器人优化测量位置范围。然后采用MD-H运动学方法构建了机器人绝对定位精度误差模型,引入距离精度方法,通过距离误差计算避免了坐标系转换误差。最后基于KUKA机器人实验平台开展了标定实验,结果表明机器人平均绝对定位误差从标定前的1.191 mm降低到了0.096 mm,有效验证了方法的有效性。

关键词：测量空间绝对定位精度雅克比矩阵转换误差

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基于区间分析的机器人绝对定位精度分析方法

中国机械工程 2016年第11期27卷 1467-1473页

作者：黄康何春生甄圣超洪健赵福民合肥工业大学合肥230009

针对6R机器人绝对定位精度不高的现状,提出了一种基于误差的分析方法。该方法通过区间分析和POE方程对机器人误差进行建模,并通过修正一些区间运算规则得到更为准确的扩展区间运动学方程。分析了扩展区间运动学方程的层级特性,提出了一... 详细信息

针对6R机器人绝对定位精度不高的现状,提出了一种基于误差的分析方法。该方法通过区间分析和POE方程对机器人误差进行建模,并通过修正一些区间运算规则得到更为准确的扩展区间运动学方程。分析了扩展区间运动学方程的层级特性,提出了一种易于扩展并且能有效降低区间依赖特性的层级区间运动学方程,并针对该方程由于过度扩展而无法得出精确结果的问题提出了一种区间矩阵优化方法。通过蒙特卡罗法以及和传统区间方法对比的仿真实验,验证了所提出方法更为高效,并且能够近似计算出理想的结果。某汽车变速箱装配线的6R机器人螺栓拧紧工序实验结果表明,所提出的分析方法比传统的区间方法更有效更精确。

关键词： POE方程区间分析绝对定位精度 6R机器人

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工业机器人绝对定位精度测量的研究

机床与液压 2020年第3期48卷 24-27页

作者：赵建峰徐志玲厉志飞沈斌陈刚中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 杭州市质量技术监督检测院浙江杭州310019

以新松SR04C工业机器人为对象,提出了一种利用激光位移传感器和标准样板结合的方法对工业机器人末端位置进行定位,检测系统主要由激光位移传感器和标准样板组成。利用API软件对实验结果进行验证,结果表明:经过标定后的工业机器人绝对定... 详细信息

以新松SR04C工业机器人为对象,提出了一种利用激光位移传感器和标准样板结合的方法对工业机器人末端位置进行定位,检测系统主要由激光位移传感器和标准样板组成。利用API软件对实验结果进行验证,结果表明:经过标定后的工业机器人绝对定位精度有了明显的改善。

关键词：新松SR04C工业机器人激光位移传感器绝对定位精度