[发明专利]一种基于模拟退火算法的四轴并联机器人校准方法

说明书

本发明涉及一种基于模拟退火算法的四轴Delta并联机器人校准方法，其首先求取机器人的正解，然后充分考虑各支链的长度差异、动静平台的误差、零点差异、工具坐标误差，从而抽象出了多个重要参数，接着使用激光跟踪仪器采样机器人工作空间位置及对应的关节角，使用任意两点间的距离构建评估函数，基于该评估函数，使用模拟退火方法求取最优解，获取最佳校准参数，提高了机器人控制精度。

技术领域

本发明涉及机器人控制领域，具体涉及一种基于模拟退火算法的四轴Delta并联机器人校准方法。

背景技术

Delta并联机器人具备并联机构所具有的负载能力强、效率高、末端执行器精度高、运动惯性小，可以高速稳定运动等的优点。因此在机器人领域获得了越来越广泛的应用。在实际的加工装配过程中，存在误差，同时也很难保证主动臂的零点位置，导致无法精准控制机器人。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于模拟退火算法的四轴Delta并联机器人校准方法，其通过对机器人结构参数的校准，以提高机器人控制精度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于模拟退火算法的四轴Delta并联机器人校准方法，所述四轴并联机器人包括一静平台、三主动臂、三从动臂、一动平台、一末端机构、一可伸缩传动轴，其中，静平台与主动臂通过通过电机和减速机连接，主动臂和从动臂通过铰链连接，从动臂与动平台通过铰链连接；

所述校准方法包括以下步骤：

步骤1、构建四轴并联机器人的坐标系，并进行正解计算，得到机器人末端结构位姿；

步骤2、进行误差源分析，并确定需要校准的参数；

步骤3、获取测量位置，计算对应的名义位置；

使用激光跟踪仪采样机器人工作空间下N个点的位置p_T及相对应的关节角θ＝k·q+qero，q为机器人控制的角度，k为减速比修正因子，qero为零位修正因子；

在不考虑结构误差的前提下N组关节角θ，代入代入步骤1得到的机器人末端结构位姿公式中，获得N个名义位置p_idea；

步骤4、构造误差模型；

名义位置p_idea任意两点间的距离为：

DI＝norm(p_Ii-p_Ij)＝|F(q_i,X)-F(q_j,X)|,i≠j,

对应的测量点任意两点间的距离为：

DT＝norm(p_Ti-p_Tj),i≠j

对应距离的差的绝对值为误差评函数：

f(X)＝RMS(|DI-DT|)＝f(q_i,q_j,X)，X为需要校准的结构参数；

步骤5、利用模拟退火算法获取最佳校准结构参数X。

所述步骤5具体如下：

在开始迭代前X为设计值，X＝[qero,k,α,dB,L₁,L₂,Tool]，在后续的迭代中不断的修正；