基于空间网格精度的机器人位姿校准方法研究

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近年来,世界强国纷纷提出了自己的振兴制造业计划,如:德国的“工业4.0”、美国的“先进制造业国家战略计划”、中国的“中国制造2025”。制造业的发展方向是智能化和提高资源利用率。工业机器人的应用是制造业智能化的重要体现,其应用的领域和数量必将大大增加,这就要求其可靠性和适用性必须满足制造行业发展的基本要求。在工业机器人生产过程中,由于零件制造的不精确及装配时不可避免的偏差,使其性能和适用范围大受影响。而通过校准可以有效的提高其性能指标,因此文中对机器人的位姿校准方法进行了研究,并提出了基于空间网格精度的机器人位姿校准方法。该方法通过在机器人的笛卡尔空间和欧拉角空间分别建立空间精度控制网格,利用笛卡尔空间精度控制网格校准机器人的定位误差,用欧拉角空间的空间精度控制网格校准其姿态误差,从而实现对其位姿误差的校准,同时提高工业机器人的定位、定姿精度。工作内容如下:1)深入学习用D-H参数法和指数积公式法建立工业机器人正向运动学模型的相关知识,并比较各自的优劣之处;2)分别建立笛卡尔空间和欧拉角空间的空间精度控制网格,并通过比较用不同空间网格结构对机器人进行校准后的校准效果,找出较为理想的空间网格划分方法;3)基于建立好的空间精度控制网格分别用反距离权重插值法和粒子群优化神经网络对机器人进行定位、定姿校准;4)用文中提出的方法校准KR5ARC机器人,对所提出的方法进行验证。
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