基于MDH模型的工业机器人标定及视觉引导方法研究

摘要

工业机器人被越来越多的应用到制造业，而工业机器人普遍存在着绝对定位精度低的问题。工业机器人长期工作在严苛复杂的环境中，使得其原有的定位精度很难保持。为了改进机器人的绝对定位精度，并且使之适应智能制造等新的生产需求，本文基于MDH模型对工业机器人进行了标定，提高了绝对定位精度。在此基础之上，实现了一套视觉引导系统，为机器人智能制造提供参考。
　　通过对工业机器人本体及其工作特性的分析，利用MDH模型对工业机器人进行建模，识别出工业机器人的连杆和转轴参数，通过机器人运动学正解、逆解、微分矩阵，对机器人运动误差参数进行推导。利用算法编程，对机器人运动误差模型进行了最小二乘法解算，通过解算出的机器人误差参数对机器人进行补偿。
　　设计了一套完整的视觉引导系统，对视觉引导系统的关键技术进行了分析，并建立了机器人与相机之间的手眼关系。通过对计算机、相机和机器人控制器的联合编程，实现了完整的视觉引导功能。
　　最后，在建立的机器人数学模型基础上，对工业机器人标定进行了实验，通过便携式测量臂对机器人本体进行了准确测量。实验结果验证了标定的准确性，机器人绝对定位精度显著提高。通过对比标定前后机器人视觉引导系统的定位精度，验证了机器人标定对提高视觉引导系统运动精度的有效性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 本文研究内容

第二章 6轴工业机器人运动学基础

2．1 ABB IRB1410型工业机器人简介

2．1．1 机器人主要技术参数

2．1．2 结构特点及工作空间

2．1．3 工作原理

2．2 工业机器人建模

2．3 MDH模型

2．4 机器人运动学

2．4．1 机器人正运动学求解

2．4．2 机器人逆运动学

2．5 机器人模型求解验证

2．6 本章小结

第三章 机器人误差模型及求解

3．1 机器人误差分析

3．2 机器人标定方法

3．3 机器人误差模型

3．4 机器人几何误差参数求解

3．4．1 误差参数解算流程

3．4．2 最小二乘法求解

3．5 本章小结

第四章 机器人视觉引导方法

4．1 机器人视觉引导系统硬件组成

4．2 手眼标定基本原理

4．3 工具标定与相机标定

4．4 视觉引导软件系统

4．5 本章小结

第五章 工业机器人标定及视觉引导实验

5．1 机器人标定实验

5．1．1 标定实验设备

5．1．2 实验方法

5．1．3 实验结果与分析

5．2 视觉引导实验

5．2．1 视觉引导实验设备

5．2．2 实验方法

5．2．3 实验结果与分析

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢