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工业6轴机器人属于多关节串联机构,由于生产、制造及装配过程存在的误差导致其绝对定位精度较差,难以满足要求越来越精确的作业场景,为此需要对工业机器人的误差进行补偿,使机器人的实际到达位置与理想到达位置一致。本文针对影响机器人定位精度的运动学的几何参数误差与非几何参数误差,提出了两级误差补偿方案,即首先补偿运动学几何参数误差,之后在关节空间建立网格来补偿非几何参数误差,最后通过实验验证了上述方案能有效提升机器人绝对定位精度。本文完成的主要工作有:(1)机器人的运动学基础和误差分析:以HSR-JR605型机器人为例建立了运动学DH模型,并求解了机器人运动学正解。将影响机器人定位精度的误差分为运动学几何参数误差和非几何参数误差,针对两类误差因素提出进行前后两级分层误差补偿的实验方案。(2)运动学几何参数误差标定:首先对几何参数误差的来源进行了分析,之后介绍了运动学几何参数误差标定的主要流程,包括建立位置误差模型、测量、参数辨识及误差补偿。针对影响机器人模型参数辨识稳定性的雅克比矩阵条件数提出了一种位姿优化策略,并编写了适用于华数其他型号机器人的位姿优化MATLAB-GUI程序。为验证雅克比矩阵条件数对参数辨识结果的影响,在MATLAB上编写运动学参数误差标定仿真程序,并进行了两组不同姿态(一组优化姿态和一组未优化姿态)仿真对比实验,实验结果显示优化姿态下的标定补偿结果明显优于未优化的姿态补偿结果。(3)非几何参数误差的关节空间网格化误差标定:研究发现只对机器人的运动学几何参数误差进行补偿是不足的,机器人的非几何参数对机器人的定位精度的影响同样不容忽视,但由于非几何参数误差来源因素众多且彼此之间耦合严重,难于进行独立建模分析,因此使用在关节空间内建立网格的非几何参数误差的补偿措施,介绍了关节空间网格化误差补偿的原理、网格划分策略及补偿方法。(4)实验验证:选择用激光追踪仪为测量仪器,以HSR-JR605机器人为实验对象,设计实验方案,对机器人标定的两级标定方案进行了实验验证,即先进行运动学几何参数标定实验,并在此基础上进行了关节空间网格化的非几何参数误差标定实验。经过两步的补偿实验后,机器人的平均定位误差由4.1113mm提升到1.0608mm,误差改善了74.2%。