[发明专利]一种基于泛克里金的工业机械臂精度标定方法

摘要

本发明公开了一种基于泛克里金的工业机械臂精度标定方法，属于机器人技术领域。该方法使用的装置包括工业机械臂、激光跟踪仪和靶球。该方法在工业机械臂的运动空间内随机规划出一系列点，驱动工业机械臂依次到达规划点的位置，通过激光跟踪仪和靶球测得这些点的实际坐标，从而得到这些点的理论坐标和实际坐标的位置误差，通过位置误差同时求解残余函数的半变异函数和漂移函数。最终采用泛克里金插值方法估计出工业机械臂运动空间中点的位置误差。本发明具有标定方法简单、标定精度高、适用于离线编程等特征。

主权项

一种基于泛克里金的工业机械臂精度标定方法，其特征在于：本发明方法所使用的装置包括工业机械臂、激光跟踪仪和靶球；本发明方法在工业机械臂的运动空间内随机地规划出一系列点，驱动工业机械臂依次到达规划点的位置，通过激光跟踪仪和靶球测得这些点的实际坐标，从而得到这些点的理论坐标和实际坐标的位置误差，通过位置误差同时求解残余函数的半变异函数和漂移函数；最终采用泛克里金插值方法估计出工业机械臂运动空间中点的位置误差；本发明方法具体实施包括如下顺序步骤：步骤1：将激光跟踪仪架设好，使得工业机械臂的运动空间在其测量范围内；步骤2：将靶球安装在工业机械臂末端特定位置上，视靶球中心点为工具中心点，求解靶球相对于工业机械臂末端坐标系的坐标；步骤3：统一激光跟踪仪的坐标系和工业机械臂的基坐标系；步骤4：在工业机械臂的运动空间中随机选取一系列点，作为工具中心点的理论位置；步骤5：驱动工业机械臂依次到达这些点，同时激光跟踪仪依次测量工具中心点在这些点的实际位置；步骤6：求解这些点的工具中心点的理论位置和实际位置的位置误差：步骤7：根据这些点的理论位置和位置误差建立残余函数沿X、Y和Z轴的半变异函数；步骤8：建立位置误差沿X、Y和Z轴的漂移函数步骤9：根据残余函数和漂移函数进行工业机械臂操作空间中某点处的位置误差估计；该基于泛克里金的工业机械臂精度标定方法，其效益在于：1)摒弃传统的建模标定方法，简便易行，适用于各种型号的工业机械臂；2)充分考虑误差的多源性，将位置误差分为漂移和残余两部分，可同时标定几何误差和非几何误差，标定精度高；3)通过求解位置误差的半变异函数得到残余误差的半变异函数，解决了残余函数和漂移函数同时未知的情况；4)位置误差标定基于前期观测点所建立的半变异函数和漂移函数，适用于离线编程。