6R工业机器人标定算法与精度提升研究

"6R型工业机器人标定算法与实验研究" 本文主要探讨了6R型工业机器人的标定算法及其实验研究，旨在提升机器人的绝对定位精度。6R型工业机器人是指具有六个旋转关节的机器人，这种类型的机器人在制造业中广泛应用，如焊接、装配等任务。然而，尽管它们的重复定位精度较高，但绝对定位精度通常较低，这在离线编程应用中成为一大挑战。 作者南小海在华中科技大学攻读机械电子工程硕士学位时，师从杨文玉教授，进行了这项研究。论文首先介绍了如何利用D-H（Denavit-Hartenberg）法建立6R型机器人的连杆坐标系，这是机器人运动学建模的基础。通过推导机器人的正逆解和雅可比矩阵，并使用Matlab进行编程求解，验证了建立的坐标系统的准确性，与机器人控制器中的位姿数据进行对比，确保了模型的正确性。 接着，论文深入分析了影响机器人末端绝对定位精度的各种误差来源，提出了一种修正的运动学连杆参数模型。基于微分变换法，论文构建了用于机器人标定的误差模型，并利用Matlab实现了最小二乘算法，通过模拟求解验证了该误差模型的可行性。 在理论模型的基础上，研究设计了三种标定实验方法：标准孔测量法、标准平面测量法和激光跟踪仪直接测量法。每种方法都有其优缺点，例如标准孔测量法可能适用于结构简单的环境，而激光跟踪仪直接测量法则能提供高精度的数据。通过对这些方法进行实验，将运动学参数误差进行补偿，结果显示，补偿后机器人的绝对定位精度得到了显著提高。 关键词包括：工业机器人、运动学、定位精度、标定、误差模型。这篇论文的研究成果对于提升6R型工业机器人的工作性能，特别是在需要高精度定位的应用中，具有重要的实践意义。