6轴串联型工业机器人作为先进制造装备的典型代表,其具有操控灵活、多自由度和多功能化等优点,是现今国内外应用最广泛、最基础的制造装备。目前,国内多数机器人企业的主要核心部件、底层核心技术仍然依赖国外厂商提供,仅能通过整机装配、应用层面开发来获得有限的市场份额。因此,重点关注机器人关键零部件的研发和制造,机器人多元化建模、运动学误差分析和机器人整体精度性能评估等都是亟待解决和完善的关键问题。本文研究的主要目是寻求一种便捷,易操作的标定方法来提高工业机器人的末端定位精度。工业机器人运动学标定是提高末端定位精度最有效的方法。标定过程包括:误差建模、误差测量、参数辨识和误差补偿,而这几个过程如何快速有效地实现是未来工业机器人在高精度应用的重要保障。本论文主要解决的技术问题和相关结论:1、建立基于球杆仪圆度误差测量的模型,从实际应用出发,基于球杆仪圆度误差测量方便快捷,操作简单且成本相对较低等特点,建立适合该测量方式的MD-H运动误差模型。2、开展运动学误差模型算法仿真,主要应用了雅各比迭代法和最小二乘法进行了误差参数辨识,并把辨识的结果反馈到关节空间中进行补偿,验证其有效性。在仿真实验中,经过数次迭代,补偿后的位置误差矢量模的平均值均可减少至纳米误差范围。3、开展六轴工业机器人在整个工作平台上圆度误差测量及补偿,分析各局部平面区域圆度误差补偿效果,验证了本文所提出的平面圆度误差测量可以作为一种有效的标定方法。通过对30个子区域圆度误差整体分析,得到工业机器人在工作平台的最佳工作区域和最差区域。球杆仪测量误差平均值由标定前的54μm降低到7μm,标准差由标定前的0.1210mm降低到了0.0975mm。并用激光干涉仪验证标定后的工业机器人末端位姿精度,激光干涉仪测量的定位误差经校准后,在X轴和Y轴上的平均值分别下降了 10%和78.8%。