基于遗传算法的六自由度串联机器人误差标定方法技术

本发明专利技术公开一种基于遗传算法的六自由度串联机器人工具和零位误差的快速标定方法，本发明专利技术涉及通用六轴工业机器人零位误差标定和TCP工具计算方法。其主要解决现有标定技术存在的两个问题，1、商业化的标定方法标定仪器价格昂贵；2、简易标定方法如果引入的误差大的样本数据将导致准确性、测试难度大大增加。本发明专利技术通过：1)DH参数建模方法建立机器人实际模型；2)采用空间对点的方式，将机器人末端对齐到同一个点N次(N≥4)，记录N个点的关节轴数据；3)基于遗传算法建立误差模型寻找机器人零位误差的最优误差参数；4)通过穷举法优化零位误差参数；5)计算补偿零位误差参数后的TCP工具值。本发明专利技术应用于机器人误差标定方法领域。

【技术实现步骤摘要】
基于遗传算法的六自由度串联机器人误差标定方法
本专利技术涉及一种六自由度串联机器人误差标定方法，具体说是涉及一种基于遗传算法的六自由度串联机器人工具和零位误差的标定方法。
技术介绍
机器人出厂后的精度保证主要来源于标定技术。铸件的机加工和装配必定存在一定的合理误差，而机器人标定则保证了机器人的精度。机器人标定技术主要通过建立误差模型，提出可行的误差补偿策略，从而提高机器人精度。机器人标定就是通过测量和参数辨识计算出机器人模型的准确参数，并通过机器人控制算法补偿或修改理论运动学模型来补偿机器人误差，从而提高机器人绝对精度。提高机器人绝对精度的方法目前主要由两种：(1)从源头降低误差，提高加工工艺和过程控制，提高制造精度，这种方法考虑成本和实际生产工艺水平具有极大的局限性。(2)误差参数辨识法，即机器人标定，通过简单的一些辅助测量，准确获取机器人实际模型和理论模型的参数误差，并补偿到实际机器人控制器中，此方法过程简单，可以高效的提高机器人的绝对精度。现有的标定技术中主要有激光跟踪仪测量机器人空间位置信息并参数辨识，或者一些传统机械式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于遗传算法的六自由度串联机器人误差标定方法，其步骤如下：/n步骤1.建立机器人D-H误差模型，建立机器人的实际模型；/n步骤1.1建立机器人D-H误差模型，规定两个相连的连杆轴线分别为i和i-1，连杆轴线i和i-1的公法线设为连杆长度a

【技术特征摘要】
1.一种基于遗传算法的六自由度串联机器人误差标定方法，其步骤如下：
步骤1.建立机器人D-H误差模型，建立机器人的实际模型；
步骤1.1建立机器人D-H误差模型，规定两个相连的连杆轴线分别为i和i-1，连杆轴线i和i-1的公法线设为连杆长度ai-1，两个相连的连杆所形成的夹角设定为扭角αi-1，两条公法线和距离为连杆偏距di，ai-1和ai之间的夹角为θi，称为关节角；
机器人D-H误差模型由连杆长度a、相连连杆的夹角α、杆偏距d、ai-1和ai之间的夹角θi四个参数组成，i＝1,2,3,4,5,6；
步骤1.2建立机器人的实际模型，两个相连轴线i和i-1间的模型的表达式为：



其中，为传递矩阵，表示机器人坐标系之间的传递关系，Zi-1表示连杆轴线i-1的Z轴，Xi表示连杆轴线i-1的X轴；表示关节角；di表示连杆偏距；ai为扭角；c为cos；s为sin；Rot(*)为旋转矩阵；
步骤2.将机器人末端对齐到同一点并记录关节数据；
在机器人末端法兰放置针尖工装,各轴大角度运动对齐到同一个点位，点位对齐至少4个点；
记录各个点的关节角θ1～θ6数据；
步骤3.将机器人关节误差修正参数作为初始种群进行编码；
将机器人零位误差Δθ1～Δθ6作为遗传算法的染色体，进行编码随机建立多个个体建立初始种群，该种群作为遗传算法的第一代种群，对其选择，交配和突变等操作产生新一代个体；
步骤4.代入关节误差修正参数计算出末端工具坐标数值；通过遗传算法取得最优解后，将机器人运动到初始零位，各关节将最终修正误差参数作为补偿参数修正机器人零位，并在控制器中输入精确TCP工具数值；具体如下：
将对齐的点位θ1～θ6...

【专利技术属性】
技术研发人员：高杰，张扬，耿羚彪，吕健，
申请(专利权)人：南京埃斯顿机器人工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32