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申请/专利权人：河北工业大学

摘要：本申请公开了一种工业机器人定位误差补偿方法。本申请通过构建考虑关节柔性的定位误差模型；将工业机器人关节运动数据样本输入至考虑关节柔性的定位误差模型，得到工业机器人定位误差低保真度数据；建立与关节坐标系相匹配的测量基准坐标系，利用激光跟踪仪实时测量工业机器人在各关节运动数据下相对应的定位误差高保真度数据；融合低保真度数据与高保真度数据，得到工业机器人多保真度定位误差模型；搭建数字孪生平台，建立工业机器人实体与多保真度定位误差模型之间的数据交互，对多保真度定位误差模型更新，提高模型准确性，同时通过定位误差数据对工业机器人的各运动数据更新，再驱动工业机器人进行定位误差补偿后的运动，实现定位误差补偿。

主权项：1.一种工业机器人定位误差补偿方法，所述工业机器人为多自由度工业机器人，且其具有若干个关节；其特征在于，所述定位误差补偿方法包括以下步骤：S1：获取工业机器人关节运动数据；所述关节运动数据由工业机器人关节在关节坐标系中按预设轨迹运动得到；S2：根据工业机器人关节运动数据，计算动力学数据；S3：辨识相关动力学参数，并结合动力学数据，构建刚体动力学模型；S4：在刚体动力学模型中，辨识工业机器人各关节刚度，构建考虑关节柔性的动力学模型；S5：建立各个关节的运动参数和末端定位误差的映射关系，构建考虑关节柔性的定位误差模型；S6：获取工业机器人关节运动数据样本；所述关节运动数据样本由工业机器人在关节空间角位移、角速度及角加速度约束区间内随机生成；S7：将工业机器人关节运动数据样本输入至考虑关节柔性的定位误差模型，得到工业机器人定位误差低保真度数据；S8：建立与关节坐标系相匹配的测量基准坐标系；S9：在测量基准坐标系下，利用激光跟踪仪实时测量工业机器人在各关节运动数据下相对应的定位误差高保真度数据；S10：融合工业机器人定位误差的低保真度数据与高保真度数据，得到工业机器人多保真度定位误差模型；S11：计算工业机器人多保真度定位误差模型中的均方根误差和相关系数；S12：判断均方根误差小于均方根误差阈值，且相关系数大于相关系数阈值时，则工业机器人多保真度定位误差模型符合模型精度标准；否则，执行步骤S6-S9，获取低保真度数据集和高保真度数据集，直至工业机器人多保真度定位误差模型符合模型精度标准；S13：搭建数字孪生平台，利用该工业机器人多保真度定位误差模型的定位误差数据结合工业机器人实体对工业机器人各关节运动数据补偿；在步骤S2-S4中，包括以下步骤：根据以下公式建立工业机器人广义驱动力矩与末端承受广义力之间的映射关系： ；（1-1）其中，广义驱动力矩；末端承受广义力；为外载荷作用点处的工业机器人对应的雅可比矩阵，且；根据以下公式计算工业机器人相对于外载荷作用的驱动力矩： ；（1-2）其中，为工业机器人各关节刚度，且；为工业机器人各关节对于初始位置的转动角度；在操作空间中，根据以下公式建立工业机器人末端位姿变形与其作用的外载荷之间的映射关系： ；（1-3）其中，为工业机器人末端参考点的刚度，且；为工业机器人末端位姿变形，且；为工业机器人末端位姿变形测量点处的雅可比矩阵，且；根据以下公式建立工业机器人在关节空间中的关节刚度矩阵与其在操作空间中末端参考点的刚度矩阵之间的映射关系： ；（1-4）其中，为工业机器人关节刚度补偿矩阵，且： ；根据以下公式计算工业机器人各关节刚度： ；（1-5）其中，为外载荷；为通过激光跟踪仪获取的工业机器人末端参考点的位姿误差。

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权利要求：

百度查询： 河北工业大学 一种工业机器人定位误差补偿方法