【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于工業(yè)機器人，具體涉及一種工業(yè)機器人末端位姿誤差雙重補償?shù)姆椒ê脱b置。
技術(shù)介紹
1、工業(yè)機器人因具備生產(chǎn)效率高、安全性高、節(jié)約成本等優(yōu)點，已經(jīng)成為解放生產(chǎn)的重要手段，其可靠的空間運動精度是保證高效生產(chǎn)的重要條件。由于工業(yè)機器人零部件制造誤差、安裝誤差、編碼器測量誤差等因素影響，導致其末端位姿精度較低，因此需要采用高精、高效的方法對工業(yè)機器人的位姿誤差進行補償。
2、目前國內(nèi)外針對工業(yè)機器人的位姿誤差測量和補償，多采用傳統(tǒng)運動學參數(shù)修正法。這種方法是基于運動學模型，對工業(yè)機器人的運動學參數(shù)(如關節(jié)角度、連桿長度、關節(jié)偏移量、連桿扭角等)進行辨識和修正，以提高工業(yè)機器人系統(tǒng)運動的精度和準確性，在工業(yè)機器人的運動控制和軌跡規(guī)劃中起著關鍵作用。然而，這種方法將影響工業(yè)機器人末端位姿誤差的各因素(如關節(jié)角回轉(zhuǎn)運動誤差、溫度引起的變形等)都歸結(jié)為運動學參數(shù)誤差，忽略了關節(jié)回轉(zhuǎn)過程中運動誤差的補償，尤其是角度運動誤差(角度位置誤差和兩個方向的傾斜運動誤差)，此誤差在阿貝臂作用下對工業(yè)機器人末端位姿產(chǎn)生的影響同樣不可忽視。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對上述問題，本專利技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)運動學參數(shù)修正法，提出了一種基于關節(jié)回轉(zhuǎn)角度運動誤差預先補償?shù)墓I(yè)機器人末端位姿誤差雙重補償方法，包括：將工業(yè)機器人置于零位，測量該工業(yè)機器人上的追蹤標靶的當前位置，記錄為零點；操縱該工業(yè)機器人的各關節(jié)分別進行獨立的回轉(zhuǎn)運動，以測量該追蹤標靶的圓弧軌跡定點運動，并記錄得到多個實際位置點；基于該零點，以該
2、本專利技術(shù)所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法，對于任一關節(jié)，操縱該工業(yè)機器人以該關節(jié)進行以零點p0為基準，測量間隔為δθ，運動范圍為-δθ·n～δθ·n的回轉(zhuǎn)運動，測量獲得實際位置點p'i(i＝1,2,…,2n)的空間位置坐標；以該實際位置點p'i(i＝1,2,…,2n)，使用最小二乘法擬合該運動平面ω1的平面方程及該運動曲線所在球面的球面方程。
3、本專利技術(shù)所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法，基于該平面方程及該球面方程，獲取該實際位置點投影在理論曲線上的空間位置坐標，并結(jié)合曲線上的理論位置點的空間位置坐標，獲取該實際位置點與該理論位置點的平面內(nèi)距離，并將其轉(zhuǎn)化為平面內(nèi)的角度誤差，基于所有該實際點的平面內(nèi)角度誤差，獲得工業(yè)機器人該關節(jié)旋轉(zhuǎn)時每個測量點的角度位置誤差，基于線性插值方法對每個測量點角度位置誤差的數(shù)據(jù)處理，獲取工業(yè)機器人該關節(jié)在測量范圍內(nèi)的任意點的角度位置誤差；基于該平面方程，獲取該實際位置點相對該運動平面的投影距離，得到該關節(jié)旋轉(zhuǎn)時每個實際位置點的法向偏移誤差，基于線性插值方法對每個實際位置點法向偏移誤差的數(shù)據(jù)處理，獲取該關節(jié)在測量范圍內(nèi)的任意點的法向偏移誤差。
4、本專利技術(shù)還提出一種工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置，包括：初始化模塊，用于將工業(yè)機器人置于零位，測量該工業(yè)機器人上的追蹤標靶的當前位置，記錄為零點；測量模塊，用于操縱該工業(yè)機器人的各關節(jié)分別進行獨立的回轉(zhuǎn)運動，以測量該追蹤標靶的圓弧軌跡定點運動，并記錄得到多個實際位置點；擬合模塊，用于基于該零點，以該實際位置點擬合該回轉(zhuǎn)運動的運動平面及運動曲線；誤差獲取模塊，用于獲取該實際位置點于該運動曲線上法向投影的實際點，以該實際點和該回轉(zhuǎn)運動的理論位置點獲取該關節(jié)的角度位置誤差；以及以該實際位置點和該運動平面獲取該關節(jié)的法向偏移誤差；補償模塊，用于基于該角度位置誤差和該法向偏移誤差，對該關節(jié)進行回轉(zhuǎn)角度運動誤差補償。在此基礎上再對工業(yè)機器人的dh參數(shù)辨識和修正，以實現(xiàn)工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償。
5、本專利技術(shù)所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置，其中該測量模塊包括：對于任一關節(jié)，操縱該工業(yè)機器人以該關節(jié)進行以零點p0為基準，測量間隔為δθ，運動范圍為-δθ·n～δθ·n的回轉(zhuǎn)運動，測量獲得實際位置點p'i(i＝1,2,…,2n)的空間位置坐標；以該實際位置點p'i(i＝1,2,…,2n)，使用最小二乘法擬合該運動平面ω1的平面方程及該運動曲線所在球面的球面方程。
6、本專利技術(shù)所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置，其中該誤差獲取模塊包括角度位置誤差獲取模塊和法向偏移誤差獲取模塊，角度位置誤差獲取模塊用于基于該平面方程及該球面方程，獲取該實際位置點投影在理論曲線上的空間位置坐標，并結(jié)合曲線上的理論位置點的空間位置坐標，獲取該實際位置點與該理論位置點的平面內(nèi)距離，并將其轉(zhuǎn)化為平面內(nèi)的角度誤差，基于所有該實際點的平面內(nèi)角度誤差，獲得工業(yè)機器人該關節(jié)旋轉(zhuǎn)時每個測量點的角度位置誤差，基于線性插值方法對每個測量點角度位置誤差的數(shù)據(jù)處理，獲取工業(yè)機器人該關節(jié)在測量范圍內(nèi)的任意點的角度位置誤差；法向偏移誤差獲取模塊用于基于該平面方程，獲取該實際位置點相對該運動平面的投影距離，得到該關節(jié)旋轉(zhuǎn)時每個實際位置點的法向偏移誤差，基于線性插值方法對每個實際位置點法向偏移誤差的數(shù)據(jù)處理，獲取該關節(jié)在測量范圍內(nèi)的任意點的法向偏移誤差。
7、本專利技術(shù)還提出一種電子設備，包括如前所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置。
8、本專利技術(shù)還提出一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機可執(zhí)行指令，其特征在于，當該計算機可執(zhí)行指令被執(zhí)行時，實現(xiàn)如前所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法。
9、本專利技術(shù)提出的工業(yè)機器人位姿誤差的雙重補償方法，通過預先對工業(yè)機器人的各關節(jié)角度運動誤差測量和補償，能夠彌補傳統(tǒng)工業(yè)機器人運動學參數(shù)辨識不準確的缺陷，可進一步提高工業(yè)機器人運動精度。
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1.一種工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法，其特征在于，對于任一關節(jié)，操縱該工業(yè)機器人以該關節(jié)進行以零點P0為基準，測量間隔為Δθ，運動范圍為-Δθ·n～Δθ·n的回轉(zhuǎn)運動，測量獲得2n個測量點，以該測量點為實際位置點P'，獲取該實際位置點的空間位置坐標；
3.如權(quán)利要求2所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法，其特征在于，基于該平面方程及該球面方程，獲取該實際位置點投影在該圓弧軌跡定點運動的理論曲線上的空間位置坐標；結(jié)合該理論位置點的空間位置坐標，獲取該實際位置點與該理論位置點的平面內(nèi)距離，轉(zhuǎn)化為該運動平面內(nèi)的平面角度誤差，基于所有該實際位置點的平面角度誤差，獲得該關節(jié)旋轉(zhuǎn)時每個實際位置點的角度位置誤差，對所有角度位置誤差進行基于線性插值方法的數(shù)據(jù)處理，獲取該關節(jié)在該運動曲線上任意點的角度位置誤差。
4.如權(quán)利要求2所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法，其特征在于，基于該平面方程，獲取該實際位置點相對該運動平面的投影距離，得到該關節(jié)旋轉(zhuǎn)時每個實際位置點的法向偏移誤差，對所有實
5.一種工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置，其特征在于，包括：
6.如權(quán)利要求5所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置，其特征在于，該測量模塊包括：對于任一關節(jié)，操縱該工業(yè)機器人以該關節(jié)進行以零點P0為基準，測量間隔為Δθ，運動范圍為-Δθ·n～Δθ·n的回轉(zhuǎn)運動，測量獲得2n個測量點，以該測量點為實際位置點P'，獲取該實際位置點的空間位置坐標；
7.如權(quán)利要求6所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置，其特征在于，該誤差獲取模塊包括角度位置誤差獲取模塊，用于基于該平面方程及該球面方程，基于該平面方程及該球面方程，獲取該實際位置點投影在該圓弧軌跡定點運動的理論曲線上的空間位置坐標；結(jié)合該理論位置點的空間位置坐標，獲取該實際位置點與該理論位置點的平面內(nèi)距離，轉(zhuǎn)化為該運動平面內(nèi)的平面角度誤差，基于所有該實際位置點的平面角度誤差，獲得該關節(jié)旋轉(zhuǎn)時每個實際位置點的角度位置誤差，對所有角度位置誤差進行基于線性插值方法的數(shù)據(jù)處理，獲取該關節(jié)在該運動曲線上任意點的角度位置誤差。
8.如權(quán)利要求6所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置，其特征在于，該誤差獲取模塊包括法向偏移誤差獲取模塊，用于基于該平面方程，獲取該實際位置點相對該運動平面的投影距離，得到該關節(jié)旋轉(zhuǎn)時每個實際位置點的法向偏移誤差，對所有實際位置點法向偏移誤差進行基于線性插值方法的數(shù)據(jù)處理，獲取該關節(jié)在該運動曲線上任意點的法向偏移誤差。
9.一種電子設備，包括如權(quán)利要求5～8任一項所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置。
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機可執(zhí)行指令，其特征在于，當該計算機可執(zhí)行指令被執(zhí)行時，實現(xiàn)如權(quán)利要求1～4任一項所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法，其特征在于，對于任一關節(jié)，操縱該工業(yè)機器人以該關節(jié)進行以零點p0為基準，測量間隔為δθ，運動范圍為-δθ·n～δθ·n的回轉(zhuǎn)運動，測量獲得2n個測量點，以該測量點為實際位置點p'，獲取該實際位置點的空間位置坐標；
3.如權(quán)利要求2所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法，其特征在于，基于該平面方程及該球面方程，獲取該實際位置點投影在該圓弧軌跡定點運動的理論曲線上的空間位置坐標；結(jié)合該理論位置點的空間位置坐標，獲取該實際位置點與該理論位置點的平面內(nèi)距離，轉(zhuǎn)化為該運動平面內(nèi)的平面角度誤差，基于所有該實際位置點的平面角度誤差，獲得該關節(jié)旋轉(zhuǎn)時每個實際位置點的角度位置誤差，對所有角度位置誤差進行基于線性插值方法的數(shù)據(jù)處理，獲取該關節(jié)在該運動曲線上任意點的角度位置誤差。
4.如權(quán)利要求2所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償方法，其特征在于，基于該平面方程，獲取該實際位置點相對該運動平面的投影距離，得到該關節(jié)旋轉(zhuǎn)時每個實際位置點的法向偏移誤差，對所有實際位置點的法向偏移誤差進行基于線性插值方法的數(shù)據(jù)處理，獲取該關節(jié)在該運動曲線上任意點的法向偏移誤差。
5.一種工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置，其特征在于，包括：
6.如權(quán)利要求5所述的工業(yè)機器人位姿誤差雙重補償裝置，其特征在于，該測量模塊包括：對于任一關節(jié)，操縱該工業(yè)機器人以該關節(jié)進...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張記云，賈沛，趙宏劍，婁志峰，曹曉擎，滕利臣，田成花，付飛，張皓，顧聰，牟晉卓，郭一冉，王雍，
申請(專利權(quán))人：北京機械工業(yè)自動化研究所有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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