基于可测距平面的机器人误差检测方法

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2017.07.007

现代制造工程 ›› 2017, Vol. 442 ›› Issue (7): 31-36.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2017.07.007

基于可测距平面的机器人误差检测方法

严宏志^1,2, 江晓磊^1,2, 韩奉林^1,2, 张顺^1,2

1 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,长沙 410012;
2 中南大学机电工程学院,长沙 410012

收稿日期:2016-11-28 出版日期:2017-07-18 发布日期:2017-09-29
作者简介:严宏志,教授,博士生导师,研究方向为高性能航空传动零件的制造理论与技术、高速高精数字制造理论与技术,曾获湖南省科技进步一等奖、中国高校科技进步一等奖等奖项,发表论文八十余篇。江晓磊,硕士研究生。韩奉林,讲师,博士。张顺,硕士研究生。E-mail:csujxl@csu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金青年基金项目(51405518);湖南省科技计划重点项目(2015JC3007)

Robotic error measuring method based on the plane with distance measure function

Yan Hongzhi^1,2, Jiang Xiaolei^1,2, Han Fenglin^1,2, Zhang Shun^1,2

1 State Key Laboratory of High Performance Complex Manufacturing,Central South University, Changsha 410012,China;
2 College of Mechanical and Electrical Engineering, Central South University,Changsha 410012,China

Received:2016-11-28 Online:2017-07-18 Published:2017-09-29

摘要/Abstract

摘要： 为了解决机器人存在本体误差而影响定位精度的问题,提出一种基于可测距平面的机器人误差检测方法。采用MDH模型来描述机器人存在误差下的运动学模型,结合距离误差模型,推导出平面上点间距误差最小约束模型方程,使用非线性最小二乘法求解方程。归纳了误差检测方法的具体实施步骤,通过仿真确定可辨识误差的参数。采用电阻式触摸屏作为测量工具,在KR5arc机器人上进行实验,误差补偿后的平面上点间距离误差显著减小,证明了基于可测距平面的机器人误差检测方法的有效性。该方法可适用于大多数工业机器人的误差检测。

关键词: 工业机器人, 误差检测, 距离误差, 电阻式触摸屏

Abstract: To improve robot positioning accuracy affected by robotic error,a robotic error measuring method based on a plane with distance measure function is proposed.Robot kinematics model existing error was expressed by Modified Denavit-Hartenberg(MDH) model.Combined with the distance error model,the distance error on the plane minimal constraint model equations was derived and nonlinear least squares method was used for solving equations.The specific implementation steps of error measuring method were summarized and identification error was determined by simulation.Resistive touch screen used as a measurement tool,the method was applied to the KR5arc robot.The experiments results show that the error decreases after compensation.The method is effective and applicable to most industrial robot error measuring.

Key words: industrial robots, error measurement, distance error, resistive touch screen

中图分类号:

TP242.2

严宏志, 江晓磊, 韩奉林, 张顺. 基于可测距平面的机器人误差检测方法[J]. 现代制造工程, 2017, 442(7): 31-36.

Yan Hongzhi, Jiang Xiaolei, Han Fenglin, Zhang Shun. Robotic error measuring method based on the plane with distance measure function[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2017, 442(7): 31-36.

参考文献

[1] ELATTA A Y,LI P G,FAN L Z,et al.An Overview of Robot Calibration[J].Information Technology Journal,2004,3(5):377-385.
[2] 任永杰,邾继贵,杨学友,等.利用激光跟踪仪对机器人进行标定的方法[J].机械工程学报,2007(9):195-200.
[3] 周学才,张启先,郑时雄.一种新的机器人机构距离误差模型及补偿算法[J].机器人,1991(1):44-49.
[4] 任永杰,邾继贵,杨学友,等.基于距离精度的测量机器人标定模型及算法[J].计量学报,2008(3):198-202.
[5] 张铁,戴孝亮.基于距离误差的机器人运动学标定[J].华南理工大学学报(自然科学版),2011(11):98-103.
[6] 杜亮,张铁,戴孝亮.激光跟踪仪测量距离误差的机器人运动学参数补偿[J].红外与激光工程,2015(8):2351-2357.
[7] 李定坤.基于距离误差模型的机器人绝对精度标定研究[D].天津:天津大学,2007.
[8] 陈钢,贾庆轩,李彤,等.基于误差模型的机器人运动学参数标定方法与实验[J].机器人,2012(6):680-688.
[9] 高文斌,王洪光,姜勇,等.基于距离误差的机器人运动学参数标定方法[J].机器人,2013(5):600-606.
[10] 董慧颖,李文广.一种基于平面精度的机器人标定方法及仿真[J].中国机械工程,2011(17):2039-2042.
[11] 蔡自兴,谢斌.机器人学[M].北京:清华大学出版社,2015.
[12] 焦国太.机器人位姿误差的分析与综合[D].北京:北京工业大学,2002.
[13] 张虎.面向标定的工业机器人建模及参数辨识方法研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2015.
[14] 张铁,戴孝亮,杜亮.基于距离测量的机器人误差标定及参数选定[J].北京航空航天大学学报,2014(5):585-590.
[15] 张越.机器人运动学参数辨识及冗余参数研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2013.
[16] GROTJAHN M,DAEMI M,HEIMANN B.Friction and rigid body identification of robot dynamics[J].International Journal of Solids & Structures,2001,38(10-13):1889-1902.
[17] 李飞,凌云,陈欢,等.一种电阻触摸屏坐标定位方法[J].湖南工业大学学报,2015(2):74-78.

基于可测距平面的机器人误差检测方法

Robotic error measuring method based on the plane with distance measure function

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[1]	刘霞云，杨勇，姚宇茏. 轴承外圈多工序加工机器人自动上/下料系统设计及应用[J]. 现代制造工程, 2021, 490(7): 128-134.
[2]	唐越，郑金辉，王庆杰. 六自由度工业机器人末端定位误差参数辨识与实验研究[J]. 现代制造工程, 2021, 485(2): 21-26.
[3]	张于贤,林静,岳芳,王兵. 一种工业机器人标准工时的计算方法[J]. 现代制造工程, 2021, 495(12): 100-104.
[4]	严宏志，邵冬世，韩奉林，肖程晖，赵林鹤. 基于双目视觉测量系统的机器人误差检测方法[J]. 现代制造工程, 2020, 480(9): 81-87.
[5]	李本旺，吴曾萍，王茂林，冉坤. 工业机器人性能测评体系研究综述[J]. 现代制造工程, 2020, 480(9): 149-155.
[6]	姚兴田, 施伟杰, 张磊, 徐丹, 左骏秋. 基于距离误差的服务机器人运动学参数标定研究[J]. 现代制造工程, 2017, 444(9): 36-41.
[7]	韩桂荣, 陈绪兵. 基于PLC、机器人和视觉系统的汽车轮毂全自动搬运系统设计[J]. 现代制造工程, 2017, 444(9): 52-58.