[发明专利]一种基于三坐标平台的机器人标定方法

说明书

本发明公开了一种基于三坐标平台的机器人标定方法，是在三坐标平台上设置标定点，工业触摸屏设在三坐标平台上与机器人构成闭合控制回路；用工业相机做辅助定位，获取标定点位置信息，分析和测量平台的三维误差，通过线性算法补差测量平台几何误差，完成三坐标平台的误差补偿后，将探针安装在机器人法兰盘末端；保持探针与标定点重合，建立三坐标平台坐标系与机器人基础坐标系的映射关系进行机器人标定示教，当探针与标定点重合，对比标定点坐标与机器人控制器中的位置坐标，两者的差值即为机器人位置误差；该方法利用三坐标平台运动误差的简单特性，补偿其线性误差后间接测量机器人执行末端位置及误差，具有较好的灵活性，操作简单，实施性强。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体是一种基于三坐标平台的机器人标定方法。

背景技术

六轴工业机器人因其通用性强、灵活性高、容错能力强、工作空间大等优势，在汽车、航空，军工以及电力等领域得到广泛使用。现阶段机器人重复定位精度高，有些甚至能达到±0.01mm，但绝对定位精度低，是目前制约机器人在高精密领域使用的主要因素。因此，提高机器人绝对定位精度，对自动化程度的提高，机器人技术的发展具有非常重要的意义。

机器人定位精度有三个重要指标：包括准确度、重复性和分辨率。分辨率是指机器人末端执行器可靠运行时的最小位姿运动的大小；重复性是指在工作空间内机器人重复运行到同一位姿的能力程度。准确度(即绝对精度)是指在工作空间内机器人达到某一指令位姿能力的数量化描述。对于柔性制造生产线中的单件机器人本体来说，不可避免的存在包括制造、维修、装配误差，传动误差，磨损，柔顺性等诸多因素的影响。因此使用机器人之前，需要对其进行标定，提高其绝对定位精度。

标定方法一般包括四个步骤：①运动学建模；②误差测量；③参数辨识；④误差补偿。传统的D-H模型存在奇异点，运动学模型缺乏完整性和连续性，同时，数据测量设备昂贵。

综上，机器人末端位置的测量方法以及测量设备的设计仍需研究与开发。同时还需完善运动学模型，简化标定流程，为提高机器人定位精度提供保障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种基于三坐标平台的机器人标定方法，该测量方法操作简单、实用、效率高，有效的提高机器人的绝对定位精度。

实现本发明目的的技术方案是：

一种基于三坐标平台的机器人标定方法，包括如下步骤：

1)搭建三坐标平台；

2)在所搭建的三坐标平台上放置一个标准球和工业触摸平板并设置平板标定点；

3)测量所搭建三坐标平台的误差值；

4)根据测量得到的误差值，对三坐标平台进行误差补偿；

5)建立机器人运动学模型；

6)将探针安装在机器人法兰盘末端；

7)对探针进行工具参数标定，得到探针的长度尺寸；

8)对三坐标平台坐标系与机器人运动学模型中的机器人基础坐标系{S}建立映射关系；

9)对机器人进行示教，得到机器人末端位置误差参数值；

10)对机器人运动学参数进行辨识，得到运动学参数误差值；

11)进行实验验证：对运动学参数误差值进行补偿，进行二次示教，使机器人满足设计精度要求。