一种串联机器人的绝对定位误差两步补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种串联机器人的绝对定位误差两步补偿方法及系统，该方法包括：获取机器人的定位误差坐标，随机采样选取多组点位，以这些点位相对机器人末端初始位置的相对坐标作为输入量，在约束关节姿态的前提下，利用串联机器人逆运动学模型，求解所需的关节转角，并利用求解的关节转角驱动机器人，更新位姿关节转角驱动机器人，获取第一次补偿后的串联机器人定位误差坐标，构建第一次补偿后的串联机器人定位误差预测模型，获取第二次补偿后的串联机器人定位坐标

【技术实现步骤摘要】
一种串联机器人的绝对定位误差两步补偿方法及系统


[0001]本专利技术涉及机器人定位
，尤其涉及一种串联机器人的绝对定位误差两步补偿方法及系统
。

技术介绍

[0002]近年来，随着机器人产业的飞速发展，机器人开始被大批量应用于装配
、
码垛
、
上下料
、
零件加工等工业领域
。
其中，串联机器人工作空间大
、
灵活性高，在工业领域应用最为广泛；目前，串联机器人的重复定位精度比较高，可达到
±
0.02mm
左右，而绝对定位精度则比较低，只有
±1‑
2mm
左右，难以满足对定位精度要求高的精细装配的要求；因此，需要提高串联机器人的绝对定位精度；误差补偿法通过人为手段生成新的误差并与机器人的原始误差相抵消，是提高串联机器人绝对定位精度的主要方法，而目前常用的误差补偿方法为运动学标定，该方法运用高精度测量设备例如激光跟踪仪，对串联机器人的末端位置信息进行采集，结合机器人运动学模型，分析模型预测误差，进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种串联机器人的绝对定位误差两步补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：确定串联机器人的工作空间并获取串联机器人的定位误差坐标；根据串联机器人的定位误差坐标构建误差雅可比矩阵并进行分解辨识处理，得到串联机器人各连杆长度的误差辨识结果；根据串联机器人各连杆长度的误差辨识结果获取更新位姿关节转角并驱动串联机器人运动，得到第一次串联机器人定位误差坐标补偿结果；基于第一次串联机器人定位误差坐标补偿结果，获取第一次补偿后的串联机器人定位误差坐标；对第一次补偿后的串联机器人定位误差坐标进行矢量分解，得到串联机器人的空间坐标系误差矢量；基于串联机器人的空间坐标系误差矢量，构建串联第一次补偿后的串联机器人定位误差预测模型；基于串联第一次补偿后的串联机器人定位误差预测模型获取第二次补偿后的串联机器人定位坐标，并根据第二次补偿后的串联机器人定位坐标指导串联机器人运动
。2.
根据权利要求1所述一种串联机器人的绝对定位误差两步补偿方法，其特征在于，所述确定串联机器人的工作空间这一步骤，其具体包括：根据串联机器人的空间位置，构建串联机器人空间直角坐标系；根据串联机器人空间直角坐标系，确定串联机器人各关节的转角范围；根据串联机器人各关节的转角范围，通过
DH
法对串联机器人各关节的位姿进行求解，构建串联机器人正运动学模型；根据串联机器人各关节的转角范围，通过伪随机数进行抽样并对抽样结果进行排列组合，得到串联机器人随机采样的关节空间；结合串联机器人正运动学模型和串联机器人随机采样的关节空间，确定串联机器人的工作空间
。3.
根据权利要求2所述一种串联机器人的绝对定位误差两步补偿方法，其特征在于，所述获取串联机器人的定位误差坐标这一步骤，其具体包括：基于串联机器人的工作空间，通过激光跟踪仪对串联机器人各关节末端进行信息采集，得到串联机器人各关节末端的初始坐标；基于串联机器人的工作空间，构建串联机器人各关节位姿约束条件；构建串联机器人逆运动学模型，根据串联机器人各关节位姿约束条件对串联机器人进行逆运动学求解，得到串联机器人各关节位姿对应的第一位姿关节转角；根据第一位姿关节转角驱动串联机器人进行运动，并通过激光跟踪仪对串联机器人各关节末端进行信息采集，得到串联机器人各关节末端的实际坐标；将串联机器人各关节末端的实际坐标与串联机器人各关节末端的初始坐标进行作差计算，得到串联机器人的定位误差坐标
。4.
根据权利要求3所述一种串联机器人的绝对定位误差两步补偿方法，其特征在于，所述根据串联机器人的定位误差坐标构建误差雅可比矩阵并进行分解辨识处理，得到串联机器人各连杆长度的误差辨识结果这一步骤，其具体包括：基于串联机器人定位误差的微分传递原理，构建串联机器人的误差雅可比矩阵，所述
误差雅可比矩阵表示串联机器人的定位误差坐标与串联机器人各连杆长度的误差之间的偏微分关系；对串联机器人的误差雅可比矩阵进行正交三角分解，得到分解后的误差雅可比矩阵参数；将小于预设阈值的误差雅可比矩阵参数进行剔除处理，得到去除冗余参数的误差雅克比矩阵；结合去除冗余参数的误差雅克比矩阵与串联机器人的定位误差坐标并通过最小二乘法进行辨识，得到串联机器人各连杆长度的误差；获取串联机器人各连杆长度的理论误差并与串联机器人各连杆长度的误差进行相加，得到串联机器人各连杆长度的误差辨识结果
。5.
根据权利要求4所述一种串联机器人的绝对定位误差两步补偿方法，其特征在于，所述根据串联机器人各连杆长度的误差辨识结果获取更新位姿关节转角并驱动串联机器人运动，得到第一次串联机器人定位误差坐标补偿结果这一步骤，其具体包括：将串联机器人各连杆长度的误差辨识结果代入串联机器人正运动学模型，得到更新位姿关节转角；根据更新位姿关节转角驱动串联机器人进行运动，并通过激光跟踪仪对串联机器人各关节末端进行信息采集，得到第一修正后串联机器人各关节末端的坐标；将第一修正后串联机器人各关节末端的坐标与串联机器人各关节末端的实际坐标进行作差处理，得到第一次串联机器人定位误差坐标补偿结果
。6.
根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈为林，白杨飞，卢清华，王贤达，张清华，韦慧玲，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：