6轴关节型工业机器人平面圆度误差标定技术研究的中期报告.docx

6轴关节型工业机器人平面圆度误差标定技术研究的中期报告
摘要：本文针对6轴关节型工业机器人平面圆度误差标定技术进行了研究，介绍了相关理论知识和实验流程，并对实验结果进行了分析。结果表明，本文所提出的标定方法可以降低平面圆度误差，提高机器人控制精度。
关键词：6轴关节型工业机器人；平面圆度误差；标定技术；控制精度；实验分析
一、引言
6轴关节型工业机器人是目前工业生产中常用的自动化设备之一，广泛应用于生产制造、装配、搬运等场合。然而，由于机器人本身的制造精度和长期使用中的磨损等原因，机器人的运动轨迹往往会出现一定程度的误差，影响其控制精度和工作效率。其中，平面圆度误差是6轴关节型工业机器人常见的一种误差类型，是指机器人在旋转运动中相对于理想轨迹产生的偏差。因此，如何减小平面圆度误差，提高机器人的控制精度，成为了研究的重点。
二、相关理论知识
1.机器人运动学
机器人运动学是机器人研究的核心领域之一，是指研究机器人各个关节在三维空间中的运动规律及其数学模型。对于6轴关节型工业机器人而言，其运动学模型一般可简化为4轴或5轴模型，在运动学分析中，需要使用正运动学和逆运动学方法，确定机器人各个关节的位置、速度和加速度等参数。
2.平面圆度误差
平面圆度误差是机器人运动控制中常见的一种误差类型，是指机器人在平面旋转运动中相对于理想轨迹产生的偏差。其中，平面圆度误差主要包括圆心偏差、半径偏差和偏心率等方面。
3.标定技术
标定技术是机器人精度控制的关键因素之一，常用于确定机器人关节位置和末端执行器位置的精度。其中，有关于平面圆度误差的标定技术主要包括基于内置传感器的标定方法、基于外置传感器的标定方法和基于计算机视觉的标定方法等。
三、实验流程
1.实验设备和材料
本次实验所使用的设备主要包括Siemens的S7-300PLC控制器、本田机器人公司的6轴关节型工业机器人系统、磁力感应测量仪、激光传感器和电子测距仪等。实验材料包括硬质石膏、石墨杆和塑料板等。
2.实验步骤
(1)制作精度比较板
在石膏板上绘制出30个不同半径的理想圆，然后利用磨磨工具或激光切割仪等制作出实际半径与理想半径相等的实际圆，制作完成后使用数显卡尺等仪器进行精度比较和校对。
(2)测量圆心位置
将机器人执行器放置在石膏板上，并将磁力感应测量仪和激光传感器安装在机器人末端，然后控制机器人执行器围绕不同半径的实际圆旋转，测量其圆心位置。
(3)标定方法比较
本次实验使用了基于内置传感器的标定方法、基于外置传感器的标定方法和基于计算机视觉的标定方法三种方法对机器人进行标定，比较其标定结果和控制精度。
四、实验结果分析
经过实验数据的测量和处理，得到了关于机器人平面圆度误差的标定数据，并使用SPSS软件进行统计分析。通过比较三种不同标定方法的结果，发现基于计算机视觉的标定方法，在降低平面圆度误差和提高机器人控制精度方面具有较好的效果，而基于内置传感器的标定方法和基于外置传感器的标定方法相对而言效果较差。
五、结论
本次研究主要采用了基于内置传感器的标定方法、基于外置传感器的标定方法和基于计算机视觉的标定方法等，研究6轴关节型工业机器人平面圆度误差标定技术。实验结果表明，基于计算机视觉的标定方法在降低平面圆度误差和提高机器人控制精度方面具有较好的效果，未来可以进一步探讨其应用于工业生产控制的实际应用。