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【机器人在线】一种新型串并联六自由度喷涂机器人误差建模引言

2017-7-14 15:02:25 2729

0 对误差的分析与研究最终目的都是为了通过各种方法与技术来消除或者降低这些误差带来的影响，而误差补偿技术则是用来消除或者降低位姿误差而得到广泛应用的一种技术。一般常用的机器人误差补偿方法可分为两类:一类是外部添加硬件补偿，这种方法是通过应用设计出来的机器人误差补偿器来降低或者消除机器人的末端位姿误差，其优点是补偿的精度高，可以对工作中的机器人进行实时补偿，但这种方法由于需要针对特定的机器人进行特定的误差补偿器的设计，成本较高，得不到广泛的应用;一类是控制系统内部软件补偿，这种方法是通过对机器人自身的控制系统进行编程，改变其输入变量来降低或者消除误差，由于这种方法使用的是自身的控制系统来补偿误差，所以只需将程序写入，无须再加误差补偿器，省去了很多成本，但跟硬件补偿相比，其补偿时间较长。常用的控制系统内部软件补偿方法有以下几种:一种是牛顿一拉弗逊误差补偿法(Newton-Raphson)，这种方法是通过复合BP网络法求解关节解，预估特定位置对应的关节变量，再计算正确位置与关节偏导，根据偏导方程求出关节变化量，再求得补偿后的关节角度，从而得到正确的位置值，再将正确的位置值通过指令输入机器人中，完成误差补偿，这种方法由于采用了BP神经网络算法计算机器人运动学逆解，其计算过程不复杂，建模过程较为简便，补偿效率比较高，但收敛速度较慢，BP算法可以收敛到某个值，但这个值不一定是最小值，补偿的误差值不稳定;另一种方法是摄动误差补偿法，通过将机器人实际位置与姿态值与理想值之间的差值转变为机器人的关节附加的微小输入量，再运用该微小输入量产生的末端位置与姿态量来抵消其误差，从而实现补偿，这种方法计算过程较为复杂，但无需迭代，计算时间较短，计算结果比较稳定，适用于需要节约计算机内存的情况;还有一种方法是简化的位姿迭代补偿算法，其方法是通过找到一个名义位姿，使得它和误差位姿合成的实际的位姿等于目标位姿或者其误差在允许值的范围之内，这种方法虽然需要进行迭代，但其迭代次数较少，补偿精度高，适用于一些有高精度要求的任务。考虑到本文机器人误差建模所用的方法以及成本与便利性，本文将分别采用摄动法和位姿迭代补偿算法两种补偿方法对串并联喷涂机器人进行误差的补偿。本文由机器人在线整理编辑，访问更多文章请查询机器人在线。 0
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