【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业机器人，特别是一种六关节机器人双模型补偿控制方法。
技术介绍
1、工业机器人是一种具有多自由度、多功能且可重复编程的通用机器，在电子、机械及自动化等诸多领域发挥了重要作用。工业机器人具有精度高、稳定性好、负载大等优点，既提高了生产作业的效率和质量，又减轻了工作人员的劳动强度。工业机器人的发展对提高制造业劳动生产率，降低劳动强度和企业生产成本，提升产品的国际竞争力和产品质量，改善工作条件和劳动环境，减少环境污染，实现节能降耗具有重要作用。
2、工业机器人由于加工装配过程的制造几何参数误差，连杆和关节的柔性，及减速机齿隙等诸多不可避免的因素导致机器人绝对定位精度差，而其中几何参数误差是机器人末端误差的主要来源。工业机器人的标定及对应的补偿算法是提升机器人的绝对定位精度的一种有效途径。为了能够使工业机器人能够满足更为精准的精细化作业以及离线编程仿真程序能够直接应用到现场，并将机器人的实际的几何运动学模型与仿真环境中的模型匹配一致，需要设计一种提高机器人的绝对定位精度的运动学方法，补偿相关误差。
3、中国专利公开号为cn109746915a的专利中公开了一种提升工业机器人绝对定位精度的运动学方法，其主要是通过创建理论模型并采用辨识的方法，获得机器人dh几何参数误差，然后按照理论模型逆运动学求解，代入有几何误差的dh模型进行正运动学计算，获得笛卡尔空间位姿误差后通过雅可比矩阵逆求解关节变量偏差并补偿，通过可接受机器人末端位姿数据误差反复迭代，修正机器人关节变量。此专利主要是利用雅可比矩阵反解位置误
4、中国专利公开号为cn114161425a的专利中公开了一种工业机器人的误差补偿方法，其主要按照理论模型逆运动学求解，代入实际dh模型进行正运动学计算，获得第一补偿位置。将工业机器人的运动空间进行网格划分，确定第一补偿位置所处的网格，根据该网格的各顶点误差，利用空间插值方法得到该网格中第一补偿位置处的误差，进而结合第一补偿位置和该点的误差得到第二补偿位置，以第二补偿位置进行误差补偿，有效提升工业机器人绝对定位精度。但是机器人必须预先测量记录空间网格顶点位置误差，对机器人参数标定过程要求较高。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种六关节机器人双模型补偿控制方法，从而解决现有误差补偿方法参数测量要求高、计算迭代不可控的问题。
2、技术方案：本专利技术所述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法，包括以下步骤：
3、s1：根据机器人运动学理论模型kp，通过参数辨识过程建立低精度机器人运动学拟合模型kp1与高精度机器人运动学实际模型kp2；
4、s2：将指定运动位姿x输入低精度机器人运动学拟合模型kp1，利用逆向运动求解出各关节轴的旋转角q；
5、s3：将得到的各关节轴的旋转角q输入高精度机器人运动学实际模型kp2，利用正向运动求解得到指定运动位置对应的实际位姿xr；
6、s4：获得实际位姿xr与指定运动位姿x的偏差xe后，对指定运动位姿进行补偿得到修正目标位姿xt；
7、s5：使用修正目标位姿xt输入低精度机器人运动学拟合模型kp1，利用逆向运动求解出补偿后的各关节轴的旋转角qt。
8、所述步骤s1具体为：
9、s11：采用standard-dh模式建立机器人运动学理论模型kp，其包含以下参数：z轴旋转角度θ1～θ6、z轴平移距离d1～d6、x轴平移距离a1～a6、x轴旋转角度α1～α6；
10、s12：采用参数辨识方法辨识与拟合a1、a2、a3、a4、a5、d2、d3、d4、d5的9项连杆长度，α1、α2、α3、α4、α5的5项连杆角度参数，以及θ2、θ3、θ4、θ5的4项原点角度，得到高精度机器人运动学实际模型kp2；
11、s13：首先根据kp2模型辨识的结果，重新设定并补偿θ2、θ3、θ4、θ5的4项机器人原点角度；然后在理论模型kp的基础上，采用参数辨识方法辨识并拟合其a1、a2、a3、d4的4项连杆长度。
12、所述步骤s2具体为：
13、s21：机器人理论模型kp修正a1、a2、a3、d4的4项连杆长度，得到的kp1模型4、5、6轴交于一点，满足串联机械臂有逆运动学解析解的pieper准则；
14、s22：采用低精度机器人运动学拟合模型kp1建立逆运动学解析表达式q＝f(x)；
15、s23：将指定的运动位姿x带入步骤s22得到的表达式，得到封闭解；
16、s24：当步骤s23中得到的有效解多于一个时，要参考机器人当前位置或上次求解结果，选择角度差最小的一个作为本次求解结果。
17、所述步骤s3具体为：根据高精度机器人运动学实际模型kp2，创建正运动学计算方程xr＝g(q)，代入各关节角度q后，通过计算得到实际位姿xr。
18、所述步骤s4具体为：
19、s41：偏差量计算方法为xe＝x-xr，姿态差计算时使用的欧拉角旋转顺序为：定轴xyz旋转。
20、s42：修正目标位姿的计算方法为xt＝xe+x，使指定运动位姿x与实际位姿xr的偏差得到补偿，得到修正目标位姿xt。
21、所述步骤s5具体为：
22、s51：将指定的运动位姿xt带入步骤s22得到的表达式qt＝f(xt)，得到封闭解；
23、s52：当步骤s51中得到的有效解多于一个时，要参考机器人当前位置或上次求解结果，选择角度差最小的一个作为本次求解结果。
24、一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法。
25、一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法。
26、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
27、1、本专利技术根据低精度模型kp1与高精度模型kp2空间位姿误差连续均匀分布的特性，使用一步迭代补偿的方法，实现机器人实际末端位置有效修正；机器人通过内置算法实时修正kp1与kp2时，kp1模型逆运动学依然有解析解，kp2模型则始终记录机器人模型真实状态，此流程能够在稳定周期内，快速完成控制点位插补计算，为机器人实现精细化作业奠定基础。
28、2、在机器人运行过程中，只对kp2模型参数进行实时补偿与修正，因为kp2模型只参与正运动学计算，因此补偿过程不需要考虑kp2模型逆运动学是否有解析解，可以任意调整kp2模型参数，增加实时补偿与修正过程的适用性。
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1.一种六关节机器人双模型补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
3.根据权利要求1所述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：
4.根据权利要求1所述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：根据高精度机器人运动学实际模型Kp2，创建正运动学计算方程Xr＝G(Q)，代入各关节角度Q后，通过计算得到实际位姿Xr。
5.根据权利要求1所述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：
6.根据权利要求1所述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：
7.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法。
8.一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于
...【技术特征摘要】
1.一种六关节机器人双模型补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：
3.根据权利要求1所述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：
4.根据权利要求1所述的一种六关节机器人双模型补偿控制方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：根据高精度机器人运动学实际模型kp2，创建正运动学计算方程xr＝g(q)，代入各关节角度q后，通过计算得到实际位姿xr。
5.根据权利要求1所述的一种六...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵迎瑞，王琳杰，芮平，李松领，刘生，何杏兴，
申请(专利权)人：南京熊猫电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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