面向測量的多關(guān)節(jié)運(yùn)動機(jī)構(gòu)誤差模型及標(biāo)定技術(shù)研究.pdf

1、隨著汽車制造業(yè)的不斷發(fā)展，基于多關(guān)節(jié)運(yùn)動平臺的通用工業(yè)機(jī)器人柔性在線視覺檢測技術(shù)對車身總成、分總成的質(zhì)量監(jiān)測和控制發(fā)揮著重大作用。為了保證檢測系統(tǒng)的測量精度，必須對系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行標(biāo)定，其中包含兩個最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)：機(jī)器人本體標(biāo)定，通過對機(jī)器人模型參數(shù)的準(zhǔn)確識別，建立起機(jī)器人處于任意姿態(tài)時關(guān)節(jié)變量到末端法蘭盤坐標(biāo)系位姿之間的準(zhǔn)確映射關(guān)系；現(xiàn)場標(biāo)定，在復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場條件下將各個坐標(biāo)系統(tǒng)一到全局坐標(biāo)系下，減小坐標(biāo)傳遞過程中的精度損失。論文完

2、成的主要工作有：
　　 1、將具有視覺功能的工業(yè)機(jī)器人在柔性制造業(yè)中的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了概括總結(jié)，列舉了柔性在線視覺檢測系統(tǒng)在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀，并對系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。
　　 2、對機(jī)器人的正運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行了分析比較。鑒于DH模型存在不足之處，選擇MDH模型作為機(jī)器人的正運(yùn)動學(xué)模型，在此基礎(chǔ)之上推導(dǎo)機(jī)器人的定位誤差模型和補(bǔ)償模型。
　　 3、建立了基于相對位置精度的機(jī)器人定位誤差補(bǔ)償模型。利用空間兩點(diǎn)的

3、相對位置誤差作為修正模型參數(shù)的依據(jù)，由于表示相對位置的向量包含了3個不同方向的偏差信息，使得標(biāo)定過程得以簡化，更適合在復(fù)雜現(xiàn)場條件下采用。
　　 4、對含有平行四邊形機(jī)構(gòu)的機(jī)器人進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。通過四桿機(jī)構(gòu)的另外一條傳遞路徑確定關(guān)節(jié)坐標(biāo)系的變換關(guān)系，將該機(jī)構(gòu)的傳遞誤差考慮到機(jī)器人的定位誤差模型之中，并與不考慮四桿機(jī)構(gòu)的補(bǔ)償模型進(jìn)行了比較。
　　 5、分析了機(jī)械臂柔度誤差的產(chǎn)生規(guī)律。對懸臂梁受應(yīng)力的變形情況作了理論分析，在

4、外加負(fù)載實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上建立了機(jī)器人柔性關(guān)節(jié)模型，進(jìn)一步建立了外加負(fù)載柔度誤差補(bǔ)償模型和機(jī)械臂自重柔度誤差補(bǔ)償模型。
　　 6、對機(jī)器人運(yùn)動過程中產(chǎn)生的溫度誤差進(jìn)行了有效的補(bǔ)償。利用多元線性回歸方法確定出眾多連桿參數(shù)中受溫度變化影響最為顯著的參數(shù)，即這些參數(shù)對溫度誤差的產(chǎn)生具有最大貢獻(xiàn)，從而建立溫度誤差補(bǔ)償模型。
　　 7、進(jìn)行了白車身柔性在線視覺檢測系統(tǒng)的現(xiàn)場標(biāo)定并對系統(tǒng)的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行了精度分析。比較了基于測量姿態(tài)和基于機(jī)器