齊飛，平雪良，劉潔，蔣毅

(1.江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214122;

2.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫 214122)

關(guān)于工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定方法的研究

齊飛1，2，平雪良1，2，劉潔1，2，蔣毅1，2

(1.江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇無(wú)錫 214122;

2.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫 214122)

機(jī)器人標(biāo)定是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，已成為機(jī)器人生產(chǎn)及使用過(guò)程中的重要工作之一。圍繞機(jī)器人連桿參數(shù)標(biāo)定、工具坐標(biāo)系標(biāo)定、機(jī)器人與其他設(shè)備之間的標(biāo)定這3個(gè)方面進(jìn)行了研究，從標(biāo)定原理到具體方法應(yīng)用，不同的標(biāo)定對(duì)象標(biāo)定方法不相同。提出了現(xiàn)有標(biāo)定技術(shù)的不足和標(biāo)定技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為后續(xù)機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)的發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。

工業(yè)機(jī)器人;標(biāo)定;工具參數(shù)

0 前言

隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域不斷的擴(kuò)大，企業(yè)對(duì)機(jī)器人性能的要求越來(lái)越高。而定位精度是影響機(jī)器人性能的重要因素，所以經(jīng)常要對(duì)機(jī)器人進(jìn)行標(biāo)定來(lái)提高機(jī)器人的定位精度從而滿足工業(yè)上需要。機(jī)器人標(biāo)定是離線編程技術(shù)的基礎(chǔ)，也是機(jī)器人生產(chǎn)和使用過(guò)程中的重要工作。通過(guò)標(biāo)定可以將機(jī)器人的位姿誤差大幅度的降低，從而提高機(jī)器人的絕對(duì)定位精度［1－2］。

張文增等［3］以機(jī)器人內(nèi)部編碼器數(shù)據(jù)和連桿坐標(biāo)變換通過(guò)計(jì)算機(jī)器人工件坐標(biāo)系相對(duì)于基坐標(biāo)系的變換矩陣的方法完成標(biāo)定，并在MOTOMN SK弧焊機(jī)器人上得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。崔鯤等人［4］以V01弧焊機(jī)器人為例，利用機(jī)器人示教程序及三點(diǎn)定圓方法，標(biāo)定了該機(jī)器人的結(jié)構(gòu)參數(shù)。張鐵等人［5］基于機(jī)器人D-H運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)建立各坐標(biāo)系的齊次坐標(biāo)誤差模型，推導(dǎo)了基于距離誤差的運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定模型。宋月娥等［6］提出利用標(biāo)準(zhǔn)試件的方法對(duì)工具坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定。熊爍等人［7］提出將工具標(biāo)定分為兩個(gè)部分進(jìn)行標(biāo)定，通過(guò)空間內(nèi)一點(diǎn)的不同姿態(tài)示教得到工具TCP位置的標(biāo)定，通過(guò)TCP坐標(biāo)系兩個(gè)方向上的示教得到姿態(tài)標(biāo)定。樸永杰等［8］利用機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)和空間坐標(biāo)變換關(guān)系來(lái)求解機(jī)器人末端執(zhí)行器參數(shù)的方法從而來(lái)標(biāo)定。李瑞峰等［9］提出了機(jī)器人末端工具參數(shù)自標(biāo)定的方法，并從HD100六自由度焊接機(jī)器人驗(yàn)證標(biāo)定效果。已有的研究成果將機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)分為兩類(lèi):運(yùn)動(dòng)學(xué)模型標(biāo)定和非運(yùn)動(dòng)學(xué)模型標(biāo)定。運(yùn)動(dòng)學(xué)模型標(biāo)定就是運(yùn)用D-H運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立機(jī)器人的誤差模型從而進(jìn)行標(biāo)定，該方法的不足之處就是當(dāng)相鄰連桿軸線平行或者垂直時(shí)會(huì)出現(xiàn)奇異現(xiàn)象。非運(yùn)動(dòng)學(xué)模型標(biāo)定雖然可以減少位姿測(cè)量點(diǎn)數(shù)，但造成了辨識(shí)參數(shù)數(shù)量的減少，影響補(bǔ)償后可達(dá)到的精度［10］。

文中根據(jù)機(jī)器人標(biāo)定對(duì)象劃分，將機(jī)器人標(biāo)定分為三類(lèi):機(jī)器人連桿參數(shù)標(biāo)定;機(jī)器人工具坐標(biāo)系的標(biāo)定;機(jī)器人與其他設(shè)備 (雙目視覺(jué)、變位機(jī)、其他機(jī)器人等)的關(guān)系標(biāo)定［11］。通過(guò)對(duì)這3種標(biāo)定類(lèi)型研究，從標(biāo)定原理到具體方法應(yīng)用介紹機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)，不同的標(biāo)定對(duì)象標(biāo)定方法不相同。最后提出了現(xiàn)有標(biāo)定技術(shù)的不足之處和標(biāo)定技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為后續(xù)機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)的發(fā)展奠定一定的基礎(chǔ)。

1 機(jī)器人連桿參數(shù)標(biāo)定

定位精度是評(píng)價(jià)機(jī)器人性能的重要指標(biāo)之一，是機(jī)器人進(jìn)行工作生產(chǎn)的保證，所以提高機(jī)器人的定位精度受到越來(lái)越多人的關(guān)注，然而影響機(jī)器人定位精度的因素有很多，占比重較大是機(jī)器人幾何參數(shù)誤差，約80%，所以對(duì)機(jī)器人幾何參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定是不可避免的重任。機(jī)器人幾何參數(shù)標(biāo)定就是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定，也就是連桿參數(shù)標(biāo)定。運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)定主要是建立機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和誤差模型，通過(guò)分析標(biāo)定點(diǎn)進(jìn)行幾何參數(shù)辨識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償。標(biāo)定過(guò)程通常都是4個(gè)階段:誤差建模、數(shù)據(jù)測(cè)量、參數(shù)辨識(shí)、誤差補(bǔ)償及參數(shù)標(biāo)定［12－13］。

1.1 誤差模型建立

機(jī)器人誤差模型是根據(jù)機(jī)器人連桿坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系來(lái)確定的，一般誤差模型建立都是基于D-H運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立的。機(jī)器人誤差模型是幾何參數(shù)標(biāo)定的基礎(chǔ)，模型建立的好壞直接影響標(biāo)定過(guò)程的難易程度和標(biāo)定的精度大小。機(jī)器人轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)連桿四參數(shù)示意圖如圖1所示。

圖1 機(jī)器人轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)連桿四參數(shù)示意圖

下面介紹一種典型的基于傳統(tǒng)D-H參數(shù)法建立的模型，首先根據(jù)D-H參數(shù)法建立機(jī)器人連桿之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，如式 (1)所示［14］。

然而由于D-H參數(shù)模型法有不足之處，通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)的D-H模型法，連桿間的參數(shù)增加了一個(gè)繞y軸的旋轉(zhuǎn)項(xiàng)βi，該模型稱(chēng)為MDH模型。改進(jìn)后的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型為:

根據(jù)機(jī)器人連桿間的坐標(biāo)關(guān)系可以得到末端坐標(biāo)系的位姿如式 (5)所示:

而機(jī)器人的實(shí)際位置為p=p'+Δp，p為機(jī)器人末端實(shí)際位姿，Δp為機(jī)器人位姿誤差，p'為機(jī)器人位姿的理論位姿，根據(jù)公式 (5)可以得到末端坐標(biāo)系在機(jī)器人基坐標(biāo)系的位姿［18－20］。

然而基于D-H參數(shù)誤差模型，當(dāng)機(jī)器人相鄰關(guān)節(jié)的軸線平行 (垂直)或者近似平行 (垂直)時(shí)會(huì)產(chǎn)生奇異性，以至于不易識(shí)別模型參數(shù)。故而許多學(xué)者研究出了修正的D-H模型，即MDH模型，這個(gè)模型通過(guò)在4個(gè)D-H參數(shù)a、α、d、θ基礎(chǔ)上引入繞著坐標(biāo)系中的y軸旋轉(zhuǎn)的β參數(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)這個(gè)奇異問(wèn)題［1］。STONE 等［21－22］創(chuàng)建了 S 模型，該 S 模型采用6個(gè)參數(shù)來(lái)描述機(jī)器人的連桿關(guān)節(jié)，其中的3個(gè)參數(shù)用來(lái)描述平移，另外3個(gè)參數(shù)用來(lái)描述旋轉(zhuǎn)。Hanqi ZHUANG等［23］創(chuàng)建了CPC模型，該模型既要強(qiáng)調(diào)參數(shù)的完整性，也要求它的連續(xù)性。CHEN等［24］為了研究模塊化機(jī)器人，他們闡述了指數(shù)積模型 (POE)的概念。

誤差模型建立就是通過(guò)建立合理的誤差模型，找到機(jī)器人連桿參數(shù)與末端執(zhí)行器誤差之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，辨識(shí)出真實(shí)的連桿參數(shù)用于標(biāo)定。

1.2 數(shù)據(jù)測(cè)量

數(shù)據(jù)測(cè)量是機(jī)器人標(biāo)定過(guò)程中極其重要的一步，測(cè)量點(diǎn)的好壞直接影響機(jī)器人標(biāo)定的效果，所以要合理的規(guī)劃測(cè)量點(diǎn)的數(shù)量及范圍。數(shù)據(jù)測(cè)量可以依靠先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行。用于機(jī)器人數(shù)據(jù)測(cè)量的設(shè)備包括三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、激光跟蹤儀、球桿儀、雙經(jīng)緯測(cè)量系統(tǒng)、全局定位系統(tǒng)等［25－26］。下面是對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、激光跟蹤儀、球桿儀這三類(lèi)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，如表1所示。

表1 測(cè)量設(shè)備簡(jiǎn)介表

根據(jù)實(shí)際精度要求，選擇合適的測(cè)量設(shè)備來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)，并按照測(cè)量設(shè)備操作步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。但這些測(cè)量設(shè)備對(duì)操作人員技術(shù)以及成本相對(duì)較高，數(shù)據(jù)采集費(fèi)時(shí)費(fèi)力，測(cè)量步驟繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，難于普遍使用，所以研究者正在研發(fā)低成本，測(cè)量精度相對(duì)較高，操作步驟簡(jiǎn)單的設(shè)備。

1.3 參數(shù)辨識(shí)

機(jī)器人參數(shù)辨識(shí)是根據(jù)測(cè)量設(shè)備所測(cè)量點(diǎn)的位姿和編碼器測(cè)得機(jī)器人關(guān)節(jié)位姿來(lái)得出所建立誤差模型中參數(shù)的過(guò)程，是一個(gè)求解非線性方程的過(guò)程。由于所建立的誤差模型是根據(jù)機(jī)器人連桿坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系得出的，是一個(gè)非線性的函數(shù)，所以對(duì)機(jī)器人參數(shù)直接求解是十分困難的。針對(duì)這種情況，研究者提出了各種非線性方程的求解法，例如迭代法、最小二乘法、牛頓插值法等［27］。最常用的是最小二乘法，它是處理各種測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行平均差的一種基本的方法。最小二乘法的基本方程為:

從數(shù)學(xué)上來(lái)講，就是求得實(shí)際測(cè)量點(diǎn)的位置與理論位置差的平方和最小值，計(jì)算出機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型中的需要辨識(shí)的參數(shù)，為后續(xù)機(jī)器人誤差補(bǔ)償過(guò)程奠定基礎(chǔ)。

1.4 誤差補(bǔ)償

機(jī)器人誤差補(bǔ)償是整個(gè)標(biāo)定過(guò)程的最后一步，也是最關(guān)鍵的一步。通過(guò)合理的參數(shù)修正來(lái)提高機(jī)器人定位精度，從而來(lái)提高機(jī)器人的性能。由機(jī)器人測(cè)量數(shù)據(jù)及運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型得出的機(jī)器人連桿參數(shù)與理論參數(shù)的相比較，通過(guò)修正機(jī)器人關(guān)節(jié)參數(shù)可以提高機(jī)器人的定位精度，同時(shí)也可以通過(guò)改變控制器上的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償、連桿參數(shù)標(biāo)定。目前國(guó)內(nèi)外進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)姆椒梢苑譃槿?lèi)［28］:(1)關(guān)節(jié)空間補(bǔ)償。根據(jù)標(biāo)定的結(jié)果直接在關(guān)節(jié)空間修改提高機(jī)器人精度的方法。(2)微分誤差補(bǔ)償法。該方法主要是針對(duì)通過(guò)微分變換法建立的誤差模型，辨識(shí)出真實(shí)的幾何參數(shù)并將其補(bǔ)償?shù)娇刂破髦衼?lái)提高機(jī)器人精度。(3)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償。該方法是利用人工神經(jīng)元強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和適應(yīng)能力、信息儲(chǔ)存量大、容錯(cuò)性好等能力。通過(guò)訓(xùn)練得到機(jī)器人誤差源的作用規(guī)律進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。

2 工具坐標(biāo)系的標(biāo)定

機(jī)器人在末端安裝不同的工具來(lái)完成各種任務(wù)(例如焊接、噴漆、組裝、碼垛等)時(shí)，或末端工具與工件發(fā)生碰撞時(shí)，要對(duì)末端工具參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。工具參數(shù)標(biāo)定就是要求工具坐標(biāo)系在機(jī)器人基坐標(biāo)系中正確的表示。由于工具是安裝在機(jī)器人末端，工具參數(shù)標(biāo)定其實(shí)就是求解工具坐標(biāo)系相對(duì)于末端坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。國(guó)內(nèi)外對(duì)于工具坐標(biāo)系標(biāo)定的研究有很多，主要都是求解末端工具坐標(biāo)系在機(jī)器人基坐標(biāo)系表示而得到的。

根據(jù)機(jī)器人坐標(biāo)連桿之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，可以得到機(jī)器人末端坐標(biāo)系相對(duì)于機(jī)器人基坐標(biāo)的位姿矩陣，如式 (8)所示，同理可以得到工具坐標(biāo)系相對(duì)于機(jī)器人基坐標(biāo)系的位姿矩陣，如式 (9)所示，從而根據(jù)矩陣轉(zhuǎn)換可以得到工具坐標(biāo)系相對(duì)于機(jī)器人末端坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化矩陣如式 (10)所示，進(jìn)而完成工具參數(shù)標(biāo)定［6，29］。

式中:機(jī)器人的基坐標(biāo)系為 {B};末端連桿坐標(biāo)系為 {E};工具坐標(biāo)系為 {t}。

由公式 (8)— (10)可以得出工具參數(shù)，下面介紹三類(lèi)簡(jiǎn)單的工具坐標(biāo)系標(biāo)定方法。

(1)通過(guò)標(biāo)定塊來(lái)標(biāo)定工具參數(shù)。此方法主要是依據(jù)標(biāo)定塊上的坐標(biāo)位置已知的點(diǎn)位姿來(lái)計(jì)算工具參數(shù)。該方法不需要使用價(jià)格昂貴的測(cè)量工具，只需要用機(jī)床制造一個(gè)精度高的標(biāo)準(zhǔn)塊即可。首先需要列出工具坐標(biāo)系相對(duì)于基坐標(biāo)系中的位姿矩陣，通過(guò)機(jī)器人控制器示教機(jī)器人末端到標(biāo)準(zhǔn)塊上的點(diǎn)列出等式，從而得出工具參數(shù)［6］。

(2)通過(guò)空間內(nèi)固定一點(diǎn)來(lái)標(biāo)定工具參數(shù)。此方法主要是根據(jù)空間內(nèi)已知位置的點(diǎn)，通過(guò)不同的姿態(tài)示教此標(biāo)定點(diǎn)，得出位置等式，從而得出工具參數(shù)。

(3)通過(guò)空間內(nèi)非共線的三點(diǎn)標(biāo)定工具參數(shù)。此方法主要是通過(guò)空間內(nèi)不在同一條直線上的三點(diǎn)確定一個(gè)基準(zhǔn)面，由這個(gè)基準(zhǔn)面得出一個(gè)基坐標(biāo)系，通過(guò)機(jī)器人末端工具坐標(biāo)系與此平面得到的坐標(biāo)系示教重合，計(jì)算出工具參數(shù)。

這些方法基本上都是基于空間內(nèi)確定的點(diǎn)或者坐標(biāo)系的位姿，通過(guò)工具坐標(biāo)系與該點(diǎn)或者坐標(biāo)系的位姿重合，建立等式方程，通過(guò)解方程組來(lái)得出工具相對(duì)于機(jī)器人基坐標(biāo)系的參數(shù)矩陣。在這些方法的基礎(chǔ)上，研究者們又提出了其他一些的方法，比如四點(diǎn)標(biāo)定法、六點(diǎn)標(biāo)點(diǎn)法、七點(diǎn)標(biāo)點(diǎn)法等工具參數(shù)標(biāo)定方法［30－31］。

3 機(jī)器人與其他設(shè)備間的標(biāo)定

為了更好地提高機(jī)器人在現(xiàn)代工業(yè)上的生產(chǎn)精度及應(yīng)用范圍，關(guān)于其他設(shè)備與機(jī)器人聯(lián)合使用方面的研究越來(lái)越多。例如，雙目視覺(jué)系統(tǒng)應(yīng)用到機(jī)器人系統(tǒng)中使機(jī)器人在工作過(guò)程中可以迅速的找到目標(biāo)，進(jìn)行目標(biāo)跟蹤并完成精確的定位，避免了復(fù)雜繁瑣的編程過(guò)程;在單一機(jī)器人不能高效的工作時(shí)，就需要考慮多臺(tái)機(jī)器人配合協(xié)調(diào)共同工作，不僅可以提高生產(chǎn)效率，也可以提高生產(chǎn)質(zhì)量;機(jī)器人應(yīng)用到焊接生產(chǎn)過(guò)程中需要與變位機(jī)進(jìn)行配合通信，通過(guò)變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)、升降等操作，更好地完成焊接工作。在機(jī)器人與外部設(shè)備進(jìn)行配合使用時(shí)，需要對(duì)此設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，也就是找到設(shè)備基坐標(biāo)系與機(jī)器人基坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。不同的外部設(shè)備在與機(jī)器人坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定時(shí)方法是不一樣的，由于篇幅限制，文中僅介紹雙目視覺(jué)系統(tǒng)與機(jī)器人系統(tǒng)之間的參數(shù)標(biāo)定。雙目視覺(jué)系統(tǒng)的工作原理是基于平行光軸理論，其原理如圖2所示［32］。

圖2 平行光軸原理圖

根據(jù)三角形之間的幾何關(guān)系，可以得到目標(biāo)點(diǎn)在雙目視覺(jué)系統(tǒng)基坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為:

其中 b表示基線距離，f為攝像頭的焦距，P(xp)為目標(biāo)物體在世界坐標(biāo)系的坐標(biāo)值，l1與l2為左右兩個(gè)攝像頭的成像平面。而機(jī)器人與雙目視覺(jué)系統(tǒng)之間的標(biāo)定就是在空間中在基坐標(biāo)系中表示攝像機(jī)和物體的坐標(biāo)系的關(guān)系。由公式 (11)可以得到環(huán)境中目標(biāo)點(diǎn)在攝像機(jī)坐標(biāo)系中的表示矩陣，而攝像機(jī)在機(jī)器人基坐標(biāo)系中的表示可由一個(gè)正交變換矩陣R和一個(gè)平移變換矩陣T表示，如式 (12)所示［33－34］。

其中R是旋轉(zhuǎn)矩陣，與這兩個(gè)坐標(biāo)系間沿三個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)角度有關(guān)，T是平移矩陣。3個(gè)旋轉(zhuǎn)角度和3個(gè)平移分量共6個(gè)參數(shù) (α，β，γ，tx，ty，tz)稱(chēng)為成像系統(tǒng)或圖像采集系統(tǒng)的外參數(shù)［35－36］。

通過(guò)公式 (11)、(12)可以得到機(jī)器人與雙目視覺(jué)系統(tǒng)之間的標(biāo)定關(guān)系。通過(guò)雙目視覺(jué)系統(tǒng)與機(jī)器人系統(tǒng)之間的準(zhǔn)確標(biāo)定，使機(jī)器人系統(tǒng)具有非接觸、在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn)，為后續(xù)機(jī)器人準(zhǔn)確定位目標(biāo)物體打下基礎(chǔ)。

4 結(jié)論

機(jī)器人標(biāo)定是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，已成為機(jī)器人生產(chǎn)及使用過(guò)程中的重要工作之一。文中主要圍繞機(jī)器人連桿參數(shù)標(biāo)定、工具坐標(biāo)系標(biāo)定、機(jī)器人與其他設(shè)備之間的標(biāo)定這3個(gè)方面進(jìn)行研究，分別從理論知識(shí)到具體方法應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的闡述，對(duì)于不同的標(biāo)定對(duì)象，使用的標(biāo)定方法不同，同時(shí)提出了現(xiàn)有標(biāo)定技術(shù)的不足之處和標(biāo)定技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為后續(xù)機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)的發(fā)展奠定了一定的基礎(chǔ)。從目前的研究來(lái)看，機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有以下3個(gè)方面:

(1)先進(jìn)的算法運(yùn)用到機(jī)器人標(biāo)定過(guò)程中，如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊控制等。計(jì)算速度更快，標(biāo)定精度更高，魯棒性更好。

(2)測(cè)量?jī)x器設(shè)備的成本逐步降低，操作方法簡(jiǎn)單易行，測(cè)量精度越高。

(3)對(duì)造成機(jī)器人誤差的非幾何因素考慮越來(lái)越密切，越來(lái)越多的精力和人力投入到這個(gè)方向。機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)將得到進(jìn)一步的發(fā)展，標(biāo)定精度得到進(jìn)一步提高。

但機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)的發(fā)展還有很多不足之處，例如，一些額外的因素沒(méi)有考慮周全，造成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不太令人滿意;其次是數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用雖省去高成本設(shè)備測(cè)量成本，但計(jì)算過(guò)程太過(guò)復(fù)雜，有待進(jìn)一步的研究;同樣在使用高額設(shè)備的同時(shí)，測(cè)量設(shè)備本身的誤差會(huì)影響標(biāo)定結(jié)果，需要進(jìn)一步提高設(shè)備精度及改進(jìn)標(biāo)定方法，所以工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)仍有很長(zhǎng)的路要走，仍有很多的內(nèi)容需要去研究。

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Research of Calibration Method on Industrial Robot

QIFei1，2，PING Xueliang1，2，LIU Jie1，2，JIANG Yi1，2
(1.School of Mechanical Engineering，Jiangnan University，Wuxi Jiangsu 214122，China;2.Jiangsu Province Key Laboratory of Advanced Food Manufacturing Equipment and Technology，Wuxi Jiangsu 214122，China)

The robot calibration is a hot research at home and abroad，and has become one of importantworks in the process of robot production and application.The robot calibration in three aspects:link parameter of robot calibration，tool coordinate frame calibration and the calibration between robot and other equipmentwere researched.From the calibration principle to the application of specificmethods，the different calibration objects take the different calibrationmethods.The shortage of the existing robot calibration and the development trend of calibration were put forward，which lays a certain foundation for the subsequent development of robot calibration.

Industrial robot;Calibration;Tool parameters

TP212.2

A

1001－3881(2015)21－032－5

10.3969/j.issn.1001 －3881.2015.21.007

2014－07－15

江蘇省科技重點(diǎn)支撐計(jì)劃項(xiàng)目 (BE2013003－31003);江蘇省高校研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目 (KYLX－1116)

齊飛 (1990—)，男，碩士，主要研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化與機(jī)器人補(bǔ)償系統(tǒng)研究。E－mail:qifei224@163.com。

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