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计量学报  2024, Vol. 45 Issue (12): 1753-1761    DOI: 10.3969/j.issn.1000-1158.2024.12.02
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六轴串联机器人关节转角误差补偿及运动学标定
陈立峰1,林俊言2,3,王凌2,3,林剑1,钱家杰1,王斌锐2,3
1.浙江大学医学院附属第一医院,浙江杭州310003
2.中国计量大学机电工程学院,浙江杭州310018
3.中国计量大学浙江省在线检测装备校准技术研究重点实验室,浙江杭州310018
Joint Angle Error Compensation and Kinematic Calibration of Six-axis Serial Robots
CHEN Lifeng1,LIN Junyan2,3,WANG Ling2,3,LIN Jian1,QINA Jiajie1,WANG Binrui2,3
1. The First Affiliated Hospital, Zhejiang University School of Medicine, Hangzhou, Zhejiang 310003, China
2. School of Mechanical and Electrical Engineering, China Jiliang University, Hangzhou, Zhejiang 310018, China
3.Zhejiang Province Key Laboratory of On-line Testing Equipment Calibration Technology Research, China Jiliang University, Hangzhou, Zhejiang 310018, China
全文: PDF (689 KB)   HTML (1 KB) 
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 机器人运动学标定是几何量计量领域的热门研究方向之一。针对现有串联机器人运动学标定方法一般都忽视关节转角误差补偿的问题,在六轴串联机器人关节转角误差实验数据分析基础上,提出一种基于切比雪夫多项式拟合的机器人关节转角误差补偿,并在关节转角误差补偿之后进行机器人本体运动学标定。然后,利用激光跟踪仪对ABB IRB 1410机器人进行关节转角误差补偿和本体运动学标定实验验证,实验结果表明:该方法可以将机器人的绝对定位误差均值由2.11mm降至0.66mm。研究工作将为进一步提升机器人定位准确度提供理论基础和技术条件。
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陈立峰
林俊言
王凌
林剑
钱家杰
王斌锐
关键词 几何量计量运动学标定六轴串联机器人关节转角误差补偿切比雪夫多项式拟合定位准确度    
Abstract:The kinematic calibration of robots is one of the hot research topics in the field of geometric measurement.Existing kinematic calibration methods for serial robots generally overlook the issue of joint angle error compensation.Based on the analysis of experimental data on joint angle errors of a six-axis serial robot, a joint angle error compensation method using Chebyshev polynomial fitting is proposed, followed by the kinematic calibration of the robots body after compensating for the joint angle errors.Subsequently, an experiment is conducted on the ABB IRB 1410 robot using a laser tracker to verify the joint angle error compensation and kinematic calibration.The experimental results show that the proposed method can reduce the mean absolute positioning error of the robot from 2.11mm to 0.66mm.The research provides a theoretical foundation and technical conditions for further improving the positioning accuracy of robots.
Key wordsgeometric measurement    kinematic calibration    six-axis serial robot    joint angle error compensation    Chebyshev polynomial fitting    positioning accuracy
收稿日期: 2024-07-02      发布日期: 2024-12-18
PACS:  TB92  
  TP242.2  
基金资助:浙江省自然科学基金(TGC23H100001); 浙江省湖州市重点研发计划(2023ZD2006)
通讯作者: 钱家杰(1978-),男,浙江杭州人,浙江大学医学院附属第一医院胃肠外科副主任医师。主要从事普外科手术器械自动化及胃肠道肿瘤发生机制研究。Email: 1202058@zju.edu.cn     E-mail: 1202058@zju.edu.cn
作者简介: 陈立峰(1983-),男,浙江诸暨人,浙江大学医学院附属第一医院医学工程与物资部工程师。主要从事基于医学、工程、信息技术结合的医疗器械管理和技术研究。Email: 1507209@zju.edu.cn
引用本文:   
陈立峰,林俊言,王凌,林剑,钱家杰,王斌锐. 六轴串联机器人关节转角误差补偿及运动学标定[J]. 计量学报, 2024, 45(12): 1753-1761.
CHEN Lifeng,LIN Junyan,WANG Ling,LIN Jian1,QINA Jiajie,WANG Binrui. Joint Angle Error Compensation and Kinematic Calibration of Six-axis Serial Robots. Acta Metrologica Sinica, 2024, 45(12): 1753-1761.
链接本文:  
http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/10.3969/j.issn.1000-1158.2024.12.02     或     http://jlxb.china-csm.org:81/Jwk_jlxb/CN/Y2024/V45/I12/1753
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