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基于激光跟踪关节臂的机器人位姿测量系统研制

黄雷 窦艳红 樊宇 贺志超 张爽 张立秋 张博

黄雷,窦艳红,樊宇,等. 基于激光跟踪关节臂的机器人位姿测量系统研制[J]. 计量科学与技术,2022, 66(1): 26-31 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0005
引用本文: 黄雷,窦艳红,樊宇,等. 基于激光跟踪关节臂的机器人位姿测量系统研制[J]. 计量科学与技术,2022, 66(1): 26-31 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0005
HUANG Lei, DOU Yanhong, FAN Yu, HE Zhichao, ZHANG Shuang, ZHANG Liqiu, ZHANG Bo. Development of a Robot Position and Attitude Measuring System Based on a Laser Tracker and an Articulated Arm Coordinate Machine[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(1): 26-31. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0005
Citation: HUANG Lei, DOU Yanhong, FAN Yu, HE Zhichao, ZHANG Shuang, ZHANG Liqiu, ZHANG Bo. Development of a Robot Position and Attitude Measuring System Based on a Laser Tracker and an Articulated Arm Coordinate Machine[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(1): 26-31. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0005

基于激光跟踪关节臂的机器人位姿测量系统研制

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0005
基金项目: 国家重点研发计划项目(2018YFF0212702);吉林省科技发展计划项目(20200401107GX,20190302024GX)。
详细信息
    作者简介:

    黄雷(1982-),吉林省计量科学研究院副高级工程师,研究方向:几何量专业坐标测量、精密测量,邮箱:93768351@qq.com

Development of a Robot Position and Attitude Measuring System Based on a Laser Tracker and an Articulated Arm Coordinate Machine

  • 摘要: 机器人位姿检测中,全测量范围内精度和检测成本之间的平衡始终是研究人员努力的方向。激光跟踪关节臂测量系统采用激光跟踪仪和关节臂坐标机相结合的方式,利用激光光束跟踪原理,并结合关节臂高刚性高柔顺性测头,对机器人位姿进行高精度和低成本检测。实验结果表明,使用坐标测量机,通过在不同姿态下对测量系统进行验证,系统的最大误差出现在2000 mm处,为−0.042 mm。各点误差均满足±(30+0.8×10−5L)μm的技术指标。
  • 图  1  激光跟踪关节臂测量系统结构

    1.激光跟踪仪;2.跟踪仪支架;3.关节臂坐标机;4.关节臂支架;5.定位靶球检具;6.被测机器人;7.末端专用靶球检具;8.跟踪定位靶球夹具;9.控制电脑

    Figure  1.  Structure of the measuring system

    图  2  激光跟踪关节臂测量系统测量步骤

    Figure  2.  Steps in measurement using the system

    图  3  激光跟踪关节臂测量系统精度校准装置图

    Figure  3.  Calibration device for the system

    图  4  精度校准结果

    Figure  4.  Calibration results

    图  5  某型号6轴机器人坐标系示意图

    Figure  5.  Schematic of the coordinate system of the 6-axis robot

    图  6  机器人检测位置

    Figure  6.  Test points

    图  7  各测量点XYZ测量数据变化

    Figure  7.  XYZ measurements versus measurement points

    表  1  某6轴机器人D-H参数

    Table  1.   D-H parameters of a 6-axis robot

    iαi−1a i-1d iθi
    1000θ1
    2−90°00θ2
    30131425θ3
    4−90°127392θ4
    590°00θ5
    6−90°00θ6
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  • [1] 任瑜, 张丰, 郭志敏, 等. 利用Leica激光跟踪仪对工业机器人现场标定的方法[J]. 计量技术, 2019, 543(11): 64-68.
    [2] 任国营, 王为农, 苏永昌, 等. 激光跟踪仪动态参数自动测试系统设计[J]. 计量学报, 2008, 29(2): 114-116.
    [3] 温秀兰, 崔俊宇, 芮平, 等. 激光跟踪仪现场校准设备相关问题探讨[J]. 计量技术, 2017, 523(1): 36-38.
    [4] 董琳. 6R型工业机器人精度分析与结构参数标定的研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2017.
    [5] 童洋洋. 6R型工业机器人标定技术研究及算法实现[D]. 合肥: 合肥工业大学, 2017.
    [6] 任永杰, 邾继贵, 杨学友, 等. 利用激光跟踪仪对机器人进行标定的方法[J]. 机械工程学报, 2007, 43(9): 195-200. doi: 10.3321/j.issn:0577-6686.2007.09.038
    [7] 任永杰. 测量机器人本体标定技术要求[D]. 天津: 天津大学, 2007.
    [8] 李定坤, 叶声华, 任永杰, 等. 机器人定位精度标定技术的研究[J]. 计量学报, 2007, 28(3): 224-227.
    [9] 赵学峰. 机器人动态追踪系统的标定技术研究[D]. 马鞍山: 安徽工业大学, 2019.
    [10] 赵海鹏, 杜玉红, 丁娟, 等. 移动机器人中激光雷达测距测角标定方法[J]. 红外与激光工程, 2019, 11(6): 371-378.
    [11] 张晓平. 六轴自由度关节型机器人参数标定方法与实验研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2013.
    [12] 魏霖. 多关节坐标测量机的坐标转换和参数标定[J]光电工程, 2007, 34(5): 57-61.
    [13] 于连栋, 程文涛, 费业泰. 基于激光跟踪仪的关节式坐标测量机参数标定[J]. 中国科学技术大学学报, 2009, 39(12): 1329-1332.
    [14] 温瑞. 六自由度测量机器人误差分析与仿真[D]. 西安: 西安理工大学, 2008.
    [15] 谷乐丰, 杨桂林, 方灶军, 等. 一种新型机器人自标定装置及其算法[J]. 机器人, 2020, 42(1): 1-3.
    [16] 李瑞峰, 候琪琳, 陶谦. 机器人末端工具参数自动标定方法[J]. 哈尔滨工业大学学报, 1998, 30(2): 74-76.
    [17] 国家质量监督检验检疫总局. 工业机器人性能规范及其试验方法: GB/T 12642-2013[S]. 北京, 2014.
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  • 网络出版日期:  2021-12-10

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