近年来,航空工业对其制造技术提出了更高质量、更高效率的新要求。同时,工业机器人技术凭借其高柔性、经济性、较小安装尺寸及较大工作空间等独特优势,为满足以上各项需求提供了一种可行的解决方案。但由于受其**定位精度低、加工刚性弱等壁垒的限制,常规的工业机器人仍无法满足航空制造领域的精度要求。
因此本文提出基于关节转角反馈的精度补偿技术,以提高工业机器人的**定位精度,主要研究内容如下:
1)完成机器人几何参数误差建模、考虑自重和外加负载的机器人误差建模。并据此,分别对基于离线标定的精度补偿技术和基于在线检测的精度补偿技术,总结出可行的补偿策略,并提出了基于关节转角反馈的精度补偿技术的补偿策略。
2)根据KUKA KR210机器人的结构外形,对其前三关节所需转角反馈装置进行选型、安装和标定;根据关节实际转角值,对该机器人其他几何参数误差进行辨识,进而对其名义运动学模型进行修正;完成对该机器人KRL非实时控制环境和RSI实时控制环境的相关配置工作;*后详述了该基于关节转角反馈的精度补偿技术的控制流程。
3)提出了与该机器人精度补偿技术相配套的控制系统的总体开发方案,其主要包括硬件组态的模块化设计和软件组态的层级化配置。并采用基于构架和构件的开发思路,对软件组态中的集成控制软件进行开发。
4)搭建了实验平台及相应的坐标系系统,对该基于关节转角反馈的机器人精度补偿技术的效果进行评估。实验结果表明,该技术可将机器人的**定位精度从1.0 mm提升至0.25 mm,精度提高效果显著。
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