一种用于附加外部轴的机器人系统分站式精度补偿方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于附加外部轴的机器人系统分站式精度补偿方法，属于工业机器人逆标定技术领域。针对在补偿工业机器人的外部轴（导轨）的误差时出现的难点，该方法提出根据机器人包络线将导轨划分为若干分站，即进行分站式的补偿。该方法采用激光跟踪仪对机器人以及外部轴（导轨）进行误差测量并识别，通过向机器人输入修正后的控制指令来完成对机器人末端误差的补偿。在测量与识别外部轴的误差过程中，该方法引入了辅助坐标系，使得测量过程简单迅速，同时保证了精度。通过试验验证，该方法能显著提高附加外部轴的机器人的绝对定位精度，使机器人能适应更广泛的应用场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种附加外部轴的机器人系统定位误差补偿方法，尤其涉及一种采用分站式工作方式的精度补偿方法，属于工业机器人逆标定

技术介绍
随着工业机器人在工业生产中的广泛应用，机器人离线编程技术取代示教编程是机器人技术发展的必然趋势。然而，机器人离线编程技术的实施依赖机器人的绝对定位精度。通常，工业机器人具有较高的重复定位精度，可以达到±0.1mm，而绝对定位精度比较低，只有±2-3mm，因此需要使用工业机器人逆标定技术来提高机器人的绝对定位精度。在很多机器人应用领域，如基于工业机器人的自动钻铆系统中，工作对象尺寸较大，因此需要为机器人附加外部轴(导轨)来扩大机器人的工作范围。但是外部轴(导轨)自身存在制造、装配和安装误差，这些误差会对机器人末端的误差造成很大的影响，严重降低了机器人系统的加工精度。所以，提出针对附加外部轴(导轨)的机器人定位精度补偿技术显得尤为重要。国内外对附加外部轴(导轨)的机器人定位精度补偿技术鲜有报道。较为常用的方法是将外部轴作为机器人的第七轴与机器人本体同时进行误差辨识与误差补偿。该方法能够有效提闻机器人系统的定位精度，但存在以下缺点:(I)机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于附加外部轴的机器人系统分站式精度补偿方法，该附加外部轴的机器人系统包括导轨和滑台，其特征在于该方法包括如下步骤：（1）建立世界坐标系，在此基础上将机器人系统的导轨分为N个分站；（2）确定各分站处机器人基坐标系与世界坐标系之间的转换关系；（3）在第一个分站，使用激光跟踪仪建立补偿机器人本体误差的空间立体网格；（4）对于第i个分站，将在第一个分站建立的机器人空间立体网格转换到第i个分站，建立第i个分站处机器人误差补偿模型；（5）重复步骤（4）完成所有分站处机器人误差补偿模型，并最终建立附加外部轴的机器人系统精度补偿模型。

【技术特征摘要】
1.一种用于附加外部轴的机器人系统分站式精度补偿方法，该附加外部轴的机器人系统包括导轨和滑台，其特征在于该方法包括如下步骤: (1)建立世界坐标系，在此基础上将机器人系统的导轨分为N个分站； (2)确定各分站处机器人基坐标系与世界坐标系之间的转换关系； (3)在第一个分站，使用激光跟踪仪建立补偿机器人本体误差的空间立体网格； (4)对于第i个分站，将在第一个分站建立的机器人空间立体网格转换到第i个分站，建立第i个分站处机器人误差补偿模型； (5)重复步骤(4)完成所有分站处机器人误差补偿模型，并最终建立附加外部轴的机器人系统精度补偿模型。2.根据权利要求1所述的用于附加外部轴的机器人系统分站式精度补偿方法，其特征在于，所述步骤(I)中分站个数的确定根据导轨的长度以及机器人的工作范围进行，确保机器人在各个分站的工作范围满足实际工作的需要，即确保机器人具有可达性。3.根据权利要 求1或2所述的用于附加外部轴的机器人系统分站式精度补偿方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体步骤是:通过激光跟踪仪来建立机器人在第一个分站的基坐标系，确定其与世界坐标系之间的转换关系；在其他分站，将机器人基坐标系定义为机器人的动基坐标系，之后确定所有分站动基坐标系在世界坐标系下与第一个分站基坐标系之间的转换关系。4.根据权利要求3所述的用于附加外部轴的机器人系统分站式精度补偿方法，其特征在于，在确定各分站动基坐标系与第一个分站基坐标系之间的转换关系时...

【专利技术属性】
技术研发人员：田威，廖文和，曾远帆，周炜，沈建新，宿馨文，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：