机器人要实现自动化生产,必须要保证机器人的绝对定位精度。没有经过标定的机器人,其绝对定位误差可达到几毫米,满足不了机器人自动化生产的应用需求。为了保证机器人高效稳定地工作,还需要获取机器人工具中心点的位置信息,为机器人的性能分析提供数据依据。因此本文开发了基于拉线编码器的工业机器人标定与测量系统,完成对机器人的标定与位置测量。本文在国内外研究现状与实际调研的基础上论证了该系统的必要性,进而确定系统的数据采集方案与总体结构布局;随后在系统总体方案的设计约束条件下,提出了基于拉线编码器的机器人标定算法与测量算法。标定算法将数据采集设备的位置当作机器人误差传递的一部分,标定时数据采集设备基准点的计算与机器人结构参数的辨识过程相互迭代,最终实现机器人的结构参数补偿。测量算法主要包含了坐标求解与初始位置校准两部分。坐标求解算法是根据采集到的机器人工具中心点与基站基准点之间的长度数据和基站的坐标位置求解被测点的三维坐标;系统采用的是站点可动式结构布局,测量前站点基准点的位置是未知的,初始位置校准算法建立了测量系统各个站点之间坐标系的D-H(Denavit—Hartenberg)模型,通过简单的校准过程即可获得各个站点位置相对参考坐标系中的变换矩阵。最后根据系统的总体方案,结合系统的关键算法研究,完成了系统的详细结构设计,搭建了系统的原理样机,并开发了集成标定算法与测量算法的软件平台,在系统的软硬件平台上进行标定实验与测量实验,初步验证了系统的可行性与精度。