工业机器人误差补偿运动学算法设计

梁兆东，肖永强，游 玮，葛景国

（埃夫特智能装备股份有限公司，安徽 芜湖 241000）

1 引言

随着国产工业机器人进入涂胶、弧焊、装配等高精度应用，机器人自身绝对定位精度的问题显得十分凸显。工业机器人由于加工装配过程的制造几何参数误差，连杆和关节的柔性，以及减速机齿隙等诸多不可避免的因素导致机器人绝对定位精度差，而其中几何参数误差占据机器人末端误差来源的95%[1]。工业机器人的标定方法及对应的补偿算法是提升机器人的绝对定位精度的一种有效途径，工业机器人的运动学标定过程包括建模、测量、辨识和补偿[2]。运动学标定的过程是指通过修正机器人运动控制器中的运动学模型参数提升机器人绝对定位精度的过程。因此在不改变机器人机械本体的基础上，通过算法补偿实现机器人的绝对定位精度的提升有着重要的研究意义。

以MDH 模型为基础，建立机器人运动学误差模型，通过对几何参数误差进行补偿，采用名义运动学模型和基于雅克比的辨识运动学模型关节角度偏差补偿相结合的逆运动学算法补偿误差，提高了机器人的绝对定位精度。

2 工业机器人MDH 模型和误差模型

工业机器人目前应用最多的运动学模型为DH 模型（Denavit-Hartenberg），但当机器人相邻关节轴线平行或接近平行时，DH 模型不满足连续性。针对DH 模型的缺陷，众多学者提出了其他修正模型。1983 年，Hayati 在相邻平行或者接近平行关节引入了Y 轴的旋转参数β[3]，建立了Modified-DH 模型，即MDH模型。……