机器人加工误差分析及提高加工精度的方法

机器人本体误差和工具误差最终都传递到工具末端形成加工误差,为提高加工精度,对机器人本体进行各类误差的解耦标定,再标定安装于机器人末端的工具。利用轴旋转法对机器人本体进行标定,并分析初始零位值对机器人几何参数标定精度的影响。采用新MDH法建立运动学模型,对位置和姿态关节进行解耦,利用解析法求取位置关节角,用牛顿迭代法求取姿态关节角。在工具标定时,建立机器人加工装备的数字化模型,利用实际装备与数字化装备的映射一致性,求取工具的安装与制造误差。采用新MDH法可方便设置基坐标系,易于计算初始零位值。实验结果表明,初始零位值补偿后,机器人本体和工具标定后的轨迹精度可以达到0.28mm。

机器人运动学标定中的轴拟合方法改进及精度分析

轴旋转法中轴线拟合精度决定着标定后机器人的绝对定位精度,本文采用两种轴线拟合方法并分析其拟合精度。第一种是传统的拟合方法,将测量点拟合为圆,用过圆心的法向量作为机器人轴线。第二种是改进的拟合方法,利用测量点拟合球和平面,得到拟合球和平面的截交圆。为了避免传统方法中过圆心法向量微小的误差带来大的几何参数标定误差,采用双截交圆圆心的连线作为机器人轴线。通过与激光跟踪仪自带软件拟合结果比较,拟合的截交圆圆心具有更高的精度。分别采用第一、第二轴轴线向量,第一轴轴线向量以及第二轴轴线向量在第一轴垂直面上的投影作为机器人基坐标系的方向向量,构建将测量点从测量系统转换到机器人系统中的转换矩阵,通过对两种转换矩阵转换后的测量点差值比较,直接采用第二轴轴线作为基坐标系方向向量的转换矩阵具有较大的测量点转换误差。