[发明专利]一种工业机器人的控制系统及精度补偿方法

权利要求书

1.一种工业机器人的控制系统，其特征在于，所述的控制系统包括控制终端、PLC模块、激光跟踪仪和工业机器人；PLC模块分别与控制终端和工业机器人通信连接，激光跟踪仪与控制终端通信连接；控制终端用于通过上位机组态软件生成控制指令，并将控制指令发送至PLC模块；PLC模块用于控制工业机器人执行相应动作；激光跟踪测量系统用于采集工业机器人的实际位姿并反馈至控制终端，控制终端还用于对比实际位姿与目标位姿，利用控制算法进行精度补偿以达到较高的位置精度。

2.根据权利要求1所述的工业机器人的控制系统，其特征在于：所述控制终端与PLC模块之间通过TCP协议进行通信；所述控制终端与激光跟踪仪之间通过RJ45电缆（网线）进行通信；所述PLC模块与工业机器人之间通过Profibus-DP协议进行通信。

3.根据权利要求1所述的工业机器人的控制系统，其特征在于：所述PLC模块还用于根据控制指令修改寄存器的数据值，以供工业机器人从寄存器中读取数据值，数据值用于控制工业机器人执行相应动作。

4.根据权利要求1所述的工业机器人的控制系统，其特征在于：所述激光跟踪测量系统包括激光跟踪仪、控制器、反射器（靶镜）和测量附件。

5.根据权利要求1所述的工业机器人的控制系统，其特征在于：所述精度补偿是通过激光跟踪仪采集工业机器人动作后的实际位姿与目标位姿相比较，利用控制算法计算得到补偿后的关节角，通过上位机组态软件编程传输至PLC模块并作用于工业机器人以达到较高的定位精度。

6.根据权利要求1所述的工业机器人的控制系统，其特征在于：所述控制算法采用N-R迭代算法。

7.一种工业机器人的精度补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

选定一组目标位姿，利用机器人运动学逆解方法获得与之相对应的名义关节角组合，记为；

运用机器人定位误差模型，将其求得的位置、角度偏差值与名义关节参数相结合，得到工业机器人在实际参数作用下的机器人实际位姿，再次利用运动学逆解的方法求解相对应的关节角变量；

设关节角的初始估计值为，且 = - ，令 = - ，可以得到：

= - = +

使用N-R迭代算法，对上式进行迭代运算，设定最终的迭代精度值，对关节角都进行补偿，即：

= + +

将重新带入工业机器人的正解公式，即可求得正确的指令位置，即为机器人的目标位置。