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1、基于球桿儀的三自由度串聯(lián)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定方法研究車(chē)亞肖楊新剛高峰黃玉美韓文濤高恒西安理工大學(xué)機(jī)械與精密儀器工程學(xué)院摘要：考慮所標(biāo)定機(jī)械臂的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用修正五參數(shù)法描述參數(shù)誤差并建立機(jī)械臂末端位置謀差模型;在機(jī)械臂零位標(biāo)定基礎(chǔ)上，采用單球桿一次安裝測(cè)得標(biāo)定所需數(shù)據(jù);基于機(jī)械臂和球桿儀所組成閉鏈的兒何約束條件和末端位置誤差模型建立參數(shù)誤差辨識(shí)模型，并用非線性最小二乘迭代法求得幾何參數(shù)誤差。完成了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，并采用綜合誤差補(bǔ)償法進(jìn)行了機(jī)械臂誤差補(bǔ)償。在給定的兩條測(cè)試軌跡上，球桿長(zhǎng)度變化差分別由標(biāo)定前的0.395mm、0.456mm減小到標(biāo)定后的0.005
2、mm、0.010mm。研究表明：該標(biāo)定方法有效正確，提高了機(jī)械臂的位置精度。關(guān)鍵詞：機(jī)械臂;球桿儀；參數(shù)誤差;標(biāo)定;作者簡(jiǎn)介：車(chē)亞肖，女，1989年11月生，陜西寶雞人，漢族，碩士研究生。主要研究方向?yàn)闄C(jī)器人的標(biāo)定技術(shù)。作者簡(jiǎn)介：楊新剛，男，1972年06刀生，陜西西安人，漢族，副教授。主要研究方向?yàn)楣I(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)方法，參數(shù)標(biāo)定及數(shù)控設(shè)備誤差補(bǔ)償。收稿日期:2016-02-29基金：陜西省教育廳科研計(jì)劃項(xiàng)Fl(11JS073,12JK0684)資助RESEARCHONKINEMATICCALIBRATIONMETHODOFTHREEDEGREEOFFR
3、EEDOMSERIESMANIPULATORBASEDONBALLBARCHEYaXiaoYANGXinGangGAOFengHUANGYuMeiHANWenTaoGAOHengSchoolofMechanicalandPrecisionInstrumentEngineering,Xi'anUniversityofTechnology;Abstract：Consideringgeometrystructurecharacteristicsofthemanipulatorbeingcalibratedandusingmodified5-parameter
4、methodtodescribeitsgeometricpatametererrors,anendpositionerrormodelofthemanipulatorisproposed.Afterthezeropositioncalibrationofthemanipulator,measurementdatausedincalibrationprocessisobtainedbyonetimeballbarinstallation.Anerroridentificeitionmodelisbidltbasedonthegeometricconstr
5、aintsofclosedkinematicchain一composedofthemanipulatorandballbaraswellastheendpositionerrormodel,thenthemanipulatorgeometricparameterserrorsarecalculatedusingnonlinear1eastsquareiterativemethod.Acalibrationexperimentiscompleted,andtheerrorsofthememipulatorarccompcnsatedbyintegrate
6、derrorcompensationmethod.Alongtwogiventestendpointpaths,theballbarlengthvariationdecreasedfromO.395mm,0.456nunto0?005mm,0.010mmrespectivelybeforeandaftercalibration.Theresearchshowsthatthecalibrationmethodiseffectiveandcorrect,andthepositionaccuracyofthemanipulatorisimproved.Key
7、word：Manipulator;Eallbar;Paranetererrors;Calibration;Received：2016-02-29引言機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)精度及定位精度是其重要的性能指標(biāo)。在影響機(jī)械臂精度的主耍因素中，連桿兒何參數(shù)誤差相對(duì)于連桿柔性變形誤差和關(guān)節(jié)柔性變形誤差對(duì)機(jī)械臂末端精度的影響大很多，幾何參數(shù)誤差造成的影響占據(jù)80%左右IH；幾乎95%的串聯(lián)機(jī)械臂可以通過(guò)標(biāo)定技術(shù)降低其位置和方向的定位誤差⑵。目前市場(chǎng)上的機(jī)械臂定位精度僅達(dá)到毫米量級(jí)，有必要通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定和誤差補(bǔ)償技術(shù)來(lái)提高機(jī)械臂末端的運(yùn)動(dòng)和定位精度，擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域[3-6]o近
8、年來(lái)國(guó)內(nèi)自動(dòng)化生產(chǎn)線的機(jī)械臂井噴式應(yīng)用和“機(jī)器換人工程”持續(xù)推進(jìn)背景之下，對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)
