六自由度工业机器人标定设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告 1、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自从 1962 年美国研制出世界上第一台工业机器人以来 ,机器人技术及其产品发展很快 ,已成为柔性制造系统 ( FMS) 、自动化工厂( FA) 、计算机集成制造系统 (CIMS)的自动化工具。广泛采用工业机器人 ,不仅可提高产品的质量与数量 ,而且保障人身安全、改善劳动环境 、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗以及降低生产成本有着十分重要的意义。和计算机、网络技术一样 ,工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 在国外，工业 机器人 技术日趋成熟，已经成为一种标准设备被工业界广泛应用。从而，相继形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司，其中包括：瑞典的 ABB，日本的 FANUC、 YASKAWA、 MOTOMAN,德国的 KUKA，美国的 ADEPTTECHNOLOGY，意大利 COMAU，这些公司已经成为其所在国家的支柱企业。 它们 在工业机器人方面发展比较早 ，技术相对比较成熟，其成套的生产设备不仅有较大的生产能力，而且其质量也是能完全满足用户的要求。目前，国外机器人自动化生产线成套装备已成为自动化成套装备的主流以及未来自动化生产线的发展方向 。 在国内， 我国正处于高速工业化进程中，生产手段必然要经历机械化、自动化、智能化、信息化的变革，工业制成品也将经历数量、质量、柔性低成本的发展阶段，目前制造业普遍需要技术和设备升级改造，以增强竞争力，提高经济效益。如何以高质量、低成本、快速反应的手段在市场中生存和发展，已是我国企业不容回避的问题，这些问题为工业机器人的应用提供 了巨大的市场需求，也促使我国工业机器人的应用市场日趋成熟，为我国工业机器人产业化提供了难得的机遇，必将在我国改变经济发展模式、调整产业结构、促进传统产业优化升级方面发挥极其重大的作用。 但是 随着我国门户的逐渐开放， 国内的工业机器人产业面临着越来越大的竞争与冲击。虽然我国机器人的需求量逐年增加，但目前生产的机器人还很难达到所要求的质量，很多机器人的关键部件还需要进口。所以目前来说，我国还处在一个机器人消费型的国家。我国现有的机器人研究开发和应用的工程单位超过 200家，其中从事工业机器人研究和应用的超过 80 家 。基本掌握了操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术 。 国外的发展趋势是关键零部件的改善，包括减速机，控制器，和其他软硬件等。软件是一个公司的核心技术，未来的发展趋势是机器人封装技术，作为数字系统，好的软件封装技术，就是用户很难接触到软件系统里面的内容。中国工业机器人未来的发展方向是净室机器人（喷涂特殊油漆且表面通过打磨抛光的机器人），能够广泛应用于电子行业，微电子行业，食品行业，医药等其他行业。不过，技术方面的关键问题是我们的核心技术还不成熟，如其中的减速器。在未来，我们的发展 空间广大。但是 我国生产的工业机器人性能，精度有待进一步提高，而标定则成为影响其精度的一个因数。 所谓标定就是应用先进的测量手段和基于模型的参数识别方法辨识出机器人模型的准确参数 ， 从而提高机器人绝对精度的过程 。 标定的结果是一组被识别的机器人参数 ，这些参数可以供机器人生产厂家作为产品质量检验指标 ， 也可以为机器人用户提高机器人的绝对精 度，标定是建模，测量，参数识别和误差补偿几个步骤的集成过程。 参考文献： 1.Carol Marie Cropper The Robot Is In- And Ready to Operate Business Week 2005,2005(3931)15-15 2.中国工业机器人的市场现状及发展趋势 -刘明媛 2012-10第十册，总第 138册 3.韩翔宇 ,都东 ,陈强 等 . 基于运动学分析的工业机器人轨迹精度测量的研究 . 机器人 , 2002, 24(1):1-5. 4.Chunhe Gong,Jingxia,Jun Ni.Nongeometric error identification and compensation for robotic system by inverse calibrationJ.International journal of Machine Tools & Manufacture,000,40:2119-2137. 5.刘振宇，陈英林，曲道奎，徐方机器人标定技术研究 J。机器人， 2002,24(5)： 447-450 6.Jose Mauricio S.T.Motta,Guilherme,C.de carvalho,R.S.McMaster,robot calibration using a 3D vision-based measurement system with a single cameraJRobotics and computer Integrated Manufacturing 2001,17:487-497. 7.郑笑红，唐道武。工业机器人及技术应用。北京：煤炭工业出版社， 2004 8.世界机器人最新统计数据 . 机器人技术与应用 , 2000 9.王彬 . 中国焊接生产机械化自动化技术发展回顾 . 焊接技术 ,2000 10.国内外工业机器人的发展现状 毕胜， 2008 11.机器人标定技术研究 刘振宇，陈英林，曲道奎，徐方， 2002 12.我国工业机器人发展现状与面临的挑战 ，赵杰， 2012 13.夏鲲 ,徐涛 ,李静锋 .工业机器人的发展与应用研究 .机械与电气 .2008 14.李平 .一种工业机器人新型末端执行器的研究与设计 .设计与研究 .2008 15.石炜 .工业机器人控制的稳定性研究 .包钢科技 .2007 2、 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 机器人 各关节的零位偏差各不相同 ， 由于装配工艺误差不可避免，关节零位偏差较大（约 3 ）；对于每台装配好的关节式坐标 机器人 ，各关节零位偏差值固定不变，属于系统误差。由于杆长的放大作用，关节零位偏差在末端测头处产 生很大的位姿误差。因此，为了补偿关节零位偏差，提高测量精度，对关节式坐标 机器人 进行标定是非常重要的。 机器人各连杆的几何参数误差是造成机器人系统误差的主要环节，它主要是由于制造和安装过程中产生的连杆实际几何参数与理论参数值之间的偏差造成的。通常，机器人以示教再现的方式工作，轨迹设定好之后，只在某些固定点之间运动，这种需求使得机器人的重复性精度被设计得很高，可以达到 0.1 毫米以下，但是绝对定位精度很差，可以到 2、 3 毫米，甚至更大 。 所以本课题要解决的问题是确定机器人的零位和连杆参数。 拟采用的研究途径是标定。 1. 建立一个适合待标定机器人结构特征的运动学模型； 2. 建立误差模型，即机器人末端位姿误差与各几何参数误差之间的函数关系； 3. 根据数学模型设计测