[发明专利]一种减小轮廓误差的工业机器人在线位姿误差补偿方法

权利要求书

1.一种减小轮廓误差的工业机器人在线位姿误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：设置激光跟踪仪位置，其视角为待检测的机械臂，对激光跟踪仪进行标定，获取激光跟踪仪坐标系到世界坐标系的转换矩阵；

步骤2：机械臂末端安装激光靶标T-Mac；

步骤3：计算机械臂末端姿态位置的理论值Pos_ideal从而改变机械臂运动轨迹，通过激光跟踪仪实时获取机械臂末端姿态位置的激光跟踪仪实测值Pos_track；

步骤4：根据机械臂末端姿态误差Δp、移动速度计算轮廓误差Δc_h，再将轮廓误差反解到各关节的关节角误差Δq；所述计算轮廓误差Δc_h包括：

i.通过笛卡尔空间内规划的末端移动速度计算从机械臂末端姿态误差Δp到轮廓误差Δc_h的变换矩阵T；

其中，V_x,V_y,V_z为笛卡尔空间内规划的机械臂末端移动速度；

ii.计算轮廓误差Δc_h＝T*Δp;

所述将轮廓误差反解到各关节的关节角误差Δq包括：

按照如下公式将轮廓误差反解到各关节的关节角误差Δq，

Δq＝J^-1*Δc_h；

其中，J为机械臂的雅克比矩阵；

步骤5：将关节角误差Δq作为补偿量对机械臂末端位姿进行位置补偿。

2.根据权利要求1所述的一种减小轮廓误差的工业机器人在线位姿误差补偿方法，其特征在于，所述通过激光跟踪仪实时获取机械臂末端姿态的实际值Pos_track是通过：先获取激光跟踪仪坐标系下的机械臂末端姿态，再转换到世界坐标系下的机械臂末端姿态位置的激光跟踪仪实测值Pos_track。

3.根据权利要求1所述的一种减小轮廓误差的工业机器人在线位姿误差补偿方法，其特征在于，所述计算机械臂末端姿态位置的理论值Pos_ideal为：机械臂驱动电机编码器反馈的位置与位置控制修正量之间的差值。

4.根据权利要求1所述的一种减小轮廓误差的工业机器人在线位姿误差补偿方法，其特征在于，所述机械臂末端姿态误差Δp为：

Δp＝机械臂末端姿态位置的理论值Pos_ideal-机械臂末端姿态位置的激光跟踪仪实测值Pos_track。

5.根据权利要求1所述的一种减小轮廓误差的工业机器人在线位姿误差补偿方法，其特征在于，是采用PID的控制方法对机械臂末端位姿进行控制调整的。

6.一种减小轮廓误差的工业机器人在线位姿误差补偿系统，其特征在于，包括激光跟踪仪、激光跟踪仪控制用PC、机器人控制器、机器人的主计算机和驱动器、示教器；

所述激光跟踪仪控制用PC、机器人控制器中有存储部、处理部，存储部存储程序，处理部加载程序并执行如权利要求1-5 任意一项所述的一种减小轮廓误差的工业机器人在线位姿误差补偿方法的步骤；示教器用于输入机械臂的运动轨迹；机器人的主计算机用于接收机器人控制器或示教器的指令控制机器人驱动器使机械臂运动。

7.根据权利要求6所述的一种减小轮廓误差的工业机器人在线位姿误差补偿系统 ，其特征在于，所述激光跟踪仪控制用PC与激光跟踪仪之间通过无线通讯连接。

8.根据权利要求6所述的一种减小轮廓误差的工业机器人在线位姿误差补偿系统 ，其特征在于，所述机器人驱动器通过以太网与机器人控制器通信。