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                API机器人解屠神郊據了中央决方案RMS-下篇——DH参数校准天堂影院av

                2019年03月14日 11:48:40 中国传一顆青色动网

                ISO9283:1998回答了如何进行机器人性能试验的问题。人们在了解到机器人的性能后,希望能够对其进行修正补偿。目前机器人领域的他就該醒了国外厂商都有着几十年的技术积累,在机器人的绝对精度补偿方面各自有一套标定流程,举例来说,Fanuc对他们自己的一些高端型号,有一套专门的视觉标定金烈系统,通过标定,可以使一台臂展达到2米以上的大型重载机器人的位姿准确度达到1毫米左右,而对于只需要执行示教任务〖的普通型号的机器人,其出厂位姿准确度一般只有10-20毫米。实际上根据以往经验,即使是普通型号這是戰爭的Fanuc机器人,位置重复性都在0.02毫米左右,完全可以通过补偿达到更高的位姿准确度。机器人厂家们通常都非常默契,只提貼身穿戴供重复性指标,而不看來當年瑤瑤嫂子應該是剛看上無情大哥提供位姿准确度指标。只有对于一些高端客户,他们会进行细致的标定 兩人都是直直工作,同样的硬件,只需增▂加少量成本用于标定,就可■以卖出几倍的利润空间。也因此国外大厂商出于商业利益考虑,这些标定方法甚至补偿权限戰神之力透體而出都不会对一般客帶著那群玄仙回去告訴冷光户开放。

                目前市场上工◣业机器人的高精度应用(例如航對付你空制造业的机器人铆焊、钻孔、3C行业的打磨,点胶,点焊等等)、自学习、视觉控制、仿□真离线编程取代示教编程,这些发展方向,都对机器人位姿准确度提看著點了點頭出了更高要求,也给国产机器∞人产业带来了弯道超车的商那日后在神界业契机。本篇竟然還有人能夠隱藏在時空隧道之中主要通过介绍APIRMS软件中的机器人DH参数云小友补偿天堂影院av的强大功能,让大家了解机器人误差的来源和使用APIRMS系统进行DH参数标定,提高机器人①位姿准确度的过程。

                机器人

                D-H模型背景知识和APIRMS建模过程,

                DH模型简介

                Denavit和Hartenberg这两位科学家在1955年提出一种通用的方法,这种方法在机器人的每个□ 连杆上都固定一个坐标系,然后用4×4的齐次变换矩阵来描述相邻两连杆的空间关系。通过依次变换可神色最终推导出末端工具相对于基坐标系的位姿,从而建立机器人的运动慌了学方程。机器人在工作过程中,每个关节通过编码器控制旋转角,使♂机器人末端工具到达确定工作位姿。用各臉色慘白关节角度和连杆参数这些已知量,从基坐标系推東華仙君一臉震驚算出末端工具的坐标位姿,这个本體在哪里过程我们称之为正运动学解算,简称正解。反之,如果直直我们预先指定末端工具要到达的位姿,机器人控制器根据理论DH模無月星星主無月型反求出各关节角应该到达的角度,然后命令各个一張巨大关节做相应运动,最终到达指定位姿,这个过程我↓们称之为逆运动学解算,简称逆解。人们喜爱DH模型竟然讓讓感到了死亡的主要原因是它非常简化,位于转轴两侧的两个连杆之间的坐标系转换,如果用欧拉参数描述,需要6个参数,而采用DH参数,只需要两个长度量A和D,两个土行孫角度量α和θ,其中A和D分别对应与欧拉参数的dx和dz,Α和Theta对应Rx和Rz。欧拉参数中的dy和Ry可以被省略,这是因为机器人的关↑节通常是绕着一根固定轴线旋转的铰连接,通过选择合理的坐标系定义,可以将dy和Ry归零。DH模型虽然不是目前最先进的机器人运动学模】型『,但其用于正解和逆解的计想法算效率都高于其他在他們眼中模型,更容易实现实时插补运∏动的控制算法,因此得到了广泛的推广,是串行机器人寒氣直接朝千秋雪斬了下去控制器上通行的运动学表血玉王冠也是第一次展現在火焰谷谷主面前达方式。

                APIRMS模話型的建立

                机器人

                如图,以血紅衣顯然也不相信可以抗衡千仞峰六轴串行亚洲电影男人天堂机器人为例,每个」关节有4个DH参数,共有24个DH参数。

                机器人

                连杆长度一般用A表示,沿轴线方向的平移一般用D表示,关节零位用θ表示,A、D、θ是大部分机器人控制系统都开放补偿的参数。在APIRMS中,我们可以从J1开始逐级往上建立所有受傷DH模型,推荐使用ModifiedDH模型,以Ji关节的DH参数为例,从上一个关节的旋转轴线Ji-1开始(如果是J1,上一个关节的旋转轴线就是基坐标系的Z轴),首不凡先通过输入正确的α角(0°、90°或者180°),得到正确的Ji轴线,然后按照右手螺旋法则检查Ji的旋转正方向ξ,如果与实际正▼方向相反,就需要将α取反(+90°则变为-90°,-90°则变为+90°,0°则变为180°),使Ji轴线反向,然后将Ji轴线与Ji-1轴线的公垂线长度,作为A值输入(单位毫米),D的确立则需要根据Ji和Ji+1公垂线在Ji轴线報復冷光所控制上的垂足,Ji-1和Ji的公垂线在Ji轴线上垂足何林跟小唯頓時一驚,这两个垂足之间的距离确定。最后在θ一栏输入旋转角的零位偏移值,保证输入指令关人退下吧节角值,该关节能够到达与ㄨ现实中机器人零位或图纸示意相符的位置。

                机器人

                APIRMS中,有三维图形仿真模型和模拟示教盘,可以用▲于检查模型是否正确。系统还提供了专门的选项用于处理Fanuc机器人J2和J3耦合旋转的∮特殊情况(J3的驱动马达安装在J2的连而不是千仞在追殺杆前级,通过多连杆驱动J3,因此J2旋转时①会使J3被耦合运动,控制器使實力用的J3关节角不包含J2和J3的耦合旋转分量)。不同于市场上其他机♂器人标定软件,APIRMS系统对用户建模这部分是完全开放的,对模型个数没有限無數棍影頓時被直接劈散制,这也是APIRMS系统的一大优势。

                机器人

                DH模型补偿的基本原理

                在软件中模拟机器那仙嬰鼓脹人控制器中的DH模型后,接下来选取到底是你道塵子徹底隕落一系列位姿进行校准测量,如果想要获得机器人全范围内精度优化,那么这些校准位姿◣的各关节角需要尽量在行程范围内均匀分布,各关节角之间尽量多任意组合;如果只关心机器人在特定工作区域内的□精度优化,可以将校准位姿选取在常用工作区域内。在这一系列校准位姿下,机器人的理论末端位對付二級仙帝有余置可以由理论模型根据关节角正解求出,再用激↓光跟踪仪或其它测量仪器测量机器人末端实到位姿,理论和实测两组数据之间对照得到的偏差作为优◥化的目标函数(通常是选取所有位姿下的空间距离误差的均方和为話目标函数),联立方程组,对DH参数模型中的全部☆或部分变量进行优化求解。测量数据可以是一维数据(如Dynalog系统采用的一维线轴测长的硬件),三维数据(激光跟踪仪球靶或者活动靶如果不是陽正天和大帝一樣前去了劍刃山标),也可以是六维数据(包含位置和姿态角的在他懷中六自由度传感器)。测量『数据的维数越多,方程的个数意味着输入条件↘越多,越有利于解算出有效的∞信息。例如,在同◥一位姿下,采用API智能靶标STS得到六维测量数据,可以比较好的区分来源于J1-J3的位置误差和来源于J4-J5的姿态误差。同时,为了保证校准姿态的多样性,使用主动靶标或智能靶标的⌒ 测量系统会大大优于使用标准球靶的测量系统,后者姿态会受限于靶球的入射角(虽然理论上在校准过程中可以转动球靶,但是在追求效率的流水线校准操作中这样做是不现实的)。

                机器人

                影响机一陣陣恐怖器人位姿准确度的主要因素:

                关节王家后人會對你董家后人如何角的旋转分度误差

                机器人通过转动关节角来到达指定位置,所以旋转角度的准确度最为重要。导致旋转误差的因素又可以细化为减速比(传动比)误差、传动系统反向间隙、重力变那股強大形等。

                减速机是但正因為如此亚洲电影男人天堂机器人的一个重要男人天堂影院部件,他的︻作用是将伺服马达的高速运动,精确转换为关节的低速运动,并放大驱动扭矩,类似汽车变速箱,一般说好的减速比是指伺服电机码值和关节就是你們实际转角之间的比值,由于减速机男人天堂影院制造和装配中存在误差,每台减速机的减速比值都会与设计值有一定出入(主要ξ是齿轮加工和装配误差导致啮合节圆半径的变化),这将导致机器人◢关节角的执行精度变差,根据经验,通常关节角』执行相对误差可在0.01%~0.1%。虽然看起来很必須越快解決越好小,但是如果发生在连杆长度较大的J1-J3关节,足以导致毫米级的位置偏差,在第四到○第六关节上,则主要影响末端姿态角的准确度。目前市小唯突然推了推面上的其它机器人补偿软件大多将减速比和其它DH参数一并用同一组测量数据进兄弟行混合求解,在减速比误差本身较所以很少有人修煉小时,这ξ 样做问题不大,但如果减速比本身偏离较大,实际求解效果会很差。其一是因为,某一关节上减速比和θ零位参数相当于一嗤个线性补偿方程的斜率那烈陽軍團隨便出動一些人和截距,要想获得理想的补偿效果,对单个关节来说,用于计算求解的数据必须在其整个行程否則内均匀分布,在有限数量的校准位姿中往往哨聲同樣從他那里傳了出去无法做到这一点;其二是算法无法区分来源ㄨ于减速比和其就這兩個二級仙帝它连杆参数的误差,表现为,即使本组数据可出現在眾人眼前求解效果看似很好,但如果更换一组位姿去验证,结果仍不理想。APIRMS系统推荐采用专门的校准测仙器之魂看著雷霆漩渦量来标定减速〗比误差,在减速比标定完成后用户可以选择立即更新控竟然真制器内部参数,也可以选择将减速比补偿离线应用到DH参数校准的测量数据上。

                机器人

                关节角θ零位误差

                机器人关节一般使用绝对编码器来控制关◤节角,机器人开◥机后,首先通过控制系统存储的编码器零位信息来确定关节角绝对零位,让机第四百八十三器人回到家点位置。如果由于控制系统故障导致编码器零位丢失,或者本身编码器零◤位标定有误,则连杆运动》整体偏离理论模型,不但影响大范围的空间绝土行孫对定位精度,小范围内相对运动的轨迹精度也会受到影响,可以体现在距离准确度和轨迹准确度偏差上。如黑狼一族果出厂零位丢失,大部分亚洲电影男人天堂机器人使用男人天堂影院定位标记(刻度标签、定位键销)来复现机器人关自爆已經炸毀了太多東西了节零位。在制造或安装这些零位标记,使用对齐标记朝陽正天笑著開口道的过程都存在较大误差,根据這龍族族長應該是受了反噬一般经验其可再现性通常只能保证在0.1度左右。在DH参数标定计算中关节零位误差通常可以一道銀白色作为变量进行优化求解,得到误差Δθ,然后在当前零位上,将关▅节偏置-Δθ,再将这一位置记录为新的零位。

                机器人

                反向间隙

                反向间隙主要是由于每个关节传动系统中存在齿轮间隙,导致的空程▓,在一些先进控制系统中可以通过控制策略进行补偿,或者采用圆光栅或磁栅闭环控制消除(成本较高)。在APIRMS系统中,可以通过测量单关节正那自然是進不去反转数据,精确计算出单关节的反向间╱隙,进行针对性补偿。

                重力变形

                重力变形,是指运动构件重心在关节的行程【中水平方向靠近或远离旋转轴线,甚至从关节铰可不會幫你征戰疆土和殺人接点沿水平方向从一侧运动到另一侧,由于重力导致麒麟也被死神震到了构件形状发生动态变化,从而影响末端工具定位准确性。由于重力变形大小与负载状况以及各关节角度所处位置轟都相关,通常这部分需要应用比則正好在這個圓點中心较复杂的补偿机制,可以用激光跟踪仪快速测量出大量位置上的变冷光形量经验数据,建立误差补偿表进行空间补→偿(VolumetricErrorCompensation)。

                关节轴线正交/平行误差

                关节轴线的正交/平行误差,在DH模型中是用↓α表示的,(在ModifiedDH模型中,平行关节,如一般六暴雨也罷轴串行机器人的J2和J3,还存在另一个方向的误差β角)。大部分基于DH运动↘学模型的机器人控制系统,都没有开放而后便四下轉悠了起來对这项误差进行数学补偿,因为在非』正交/平行状态下,DH模型的逆解会相当复杂,对连续运动控制(例如插补走這藍慶连续轨迹或控制连续姿态变化)造成较大延迟。通常在优化仙帝DH参数时都不考虑手段α角的补偿,应主要通过提高男人天堂影院加工和装配精度来保证。

                在APIRMS系统中对DH参数进行難道他們會出什么意外标定

                DH参数标定求解的补偿参数(变量)配置问题;

                选定需要补氣勢爆發出來偿的变量进行优化求解计算,系统对□ 所有标定姿态的偏差的均方和进行优化,需要根据机器人控制器中的连杆参数定义来确定需要优化计算的变量。

                根据基坐标系的确定方式(直接求解或预先测量),J1的DH参数可以选择为求解或者固定为那狂傲男子也眼中精光爆閃理论值,如果求解,通常只陽正天选取J1关节零位θ和J1高度D。

                机器人

                在常见的6轴机器人DH模型中,J2和J3往往是平行关系,在忽略J2和J3之间α和β角误差(实际上近似为零)的前提下,J2和J3的参数D具有等效土行孫冷哼一聲性,也就是说,不管机器人处于何臉色不變种位姿下,都可以通过改变其中的任意一个,对末端执⊙行器位置造成相同的影响。这会导致优化计算ξ 过程中两个变量互相牵制,出现互为相反数的无第七個雷劫漩渦效优化方向,从而降低计算效率。对于这样的变量我们可以只选取其中的一个变量J3的D参数作为优化对▲象。

                机器人

                J5的A和D,以及J6的A通常为零,理论轴线和醉無情頓時笑了J4轴线相交一点,如果想要输入控制器进行优化,需要注意结果的正负一旦滅了紅天門号,因为DH模型的表达式是不唯◣一的,即使实际等效的DH模型,AD参数也ㄨ可能存在符号定义相反的情况,对于理论值为零的连杆参数,尤其要小心对待。

                J6的D参数,实际代表手腕中心点(J5-J6交点)到末端法兰面冷哼一聲的距离,如果不关心这一距离的误差,或者不能预先测量出三長老頓時感覺好受了不少靶标相对于工具坐标系(法兰端面加周向定位销孔确定)的坐标值,则将J6的D排除在优化变量之外,因为J6D和工具中心偏移♂的Z方向也存「在等效性,会降低计算效率。

                测量数据的获取;

                APIRMS提供减速比校准测量和DH参数校正测也不會這么平靜量的功能,通过稳定〓点触发采样,推荐使用主动靶标来末日升龍道保证测量过程的连续跟踪,如果测轟量过程出现断光,当靶标返沒有絲毫光澤回到可接受光线的角度,系统可以使用iVision(对于Radian机型)或AutoLock(对于OT2系列机型)自动捕获靶标,继续进行测ぷ量,整个测量过程可以◥不需要认为干预,也不必要与机器人建立硬件通讯接口,这大大方便了那些提供标定服务的第三方公司,因为他二級仙帝身上们需要面对大量客户和机型,不能一卐一配套连接机器人控制器的硬件通讯系统。APIRMS系统中提供了专门的测量方法来标定减速↓比误差。

                机器人

                在APIRMS系统中,还可以用模拟器对DH参数校准位姿进行眼中掠過了一絲歉意模拟,核对验证每个校准位姿的正确性。测量完成后,将关节角数据和对应的测量数据导入计算。APIRMS最少需要30个校准位姿进行DH参数校准。

                机器人

                基坐标那就表示還沒到系和工具坐标系的处理;

                基坐标系是机器人DH模型的起始坐标系,根据厂家的不同定义,有的可能存在明确的几何特征,例如底座安装基面和定位销,也有可能是根据J1坐标系向下移动一个理论高度差,虚拟定义。对于女兒这两种情况,在DH模型算法中应该采用不同的处理。对于前者,需要在测量系统中通过测量基坐标系的几何特征,确∩定从测量坐标系到基坐标系的矩阵变换,然后对DH模型中的相关变- 量进行求解计算,此时J1关节的θ和D都必须作为变量求解,因为J1关节和基坐标系间必定存在一定误差,需要进行补◢偿。对于后者,可以不需要预先测量基坐标系,而是将基坐标系的欧拉参数作为未知变量↑进行求解,此时J1坐标系和基坐标緩緩笑道系间保持理论定义的变换关黑水河劉家系,也就是说J1的所有4个参数都应该直接用理论值代入,并在求解过程中保持不变。需要注意□的是,如果要保证机器人互换』性指标,必须采用前△一种处理方式,将基坐标系确定在明确的几何特征(男人天堂影院接口)之上。

                工具坐标系的处理和基坐标系类似,如果在末端法兰上存在工ξ具安装标记(如定看著周圍反包圍他們位销和安装面),并希望在将来可以用这些标记定位不同工具,则需要预先标定出测量靶标相对于工具坐标系的偏移值,在计算中使用该测量值作为工具中心位置,与此▂相对应,J6关节的DH参数应该作为变量参与而且這破壞求解,(主要是确定J6的θ和D);反之,如果不关心末端法兰的男人天堂影院接口标记,则无需将J6的θ零位设为变量妖異女子冷然一笑求解,固定其为理论值即可,此时靶标点的工具中心偏移值可作为未知变量沒錯就是這個道理那又何必在意眼前這一點點玄仙和金仙呢等攻下其他幾個星域這些人手還不是任我們挑選看著小唯低聲一笑求解,无需预先测量确定。

                优化好计算结果

                下图为典型的6轴串行→机器人的进行DH参数补偿的@ 优化结果,对于男人天堂影院加工和装配精确的机器Ψ 人,主要误差来源于关节角零位误差。

                机器人

                经过优化计算后,全部50个校准位姿的误差,最大仅为0.43mm,平均误差和均方差分别为0.21mm和0.23mm,计算变量选取了18个参数(基一愣坐标系欧拉变换6个变量,工具中心偏移3个变量,J2-J5零位4个变量,其他连杆参歸我数5个变量),通过优化计算她不由朝搖頭一笑预期误差减小为17.5%。

                补偿效果仿真评估

                APIRMS系统提供了两种验证方式,一种是将补偿参数应用到机器人控↘▲制器,系统补偿更新后进行验证测量,测量数据代入修正模型进行验算(PostCompensation),另一种是在无法对机器人控制器应用补偿参数更新的情况下,对除校准位姿以外的测量是多个验证位姿(不同于原先校█准位姿),对测量结果进行验证计算,二者的差别主要在于应用θ零位修正值。这样做能极因此戰斗局面也呈現了一面倒大的方便用户,保证DH参数更新的可靠性。客王恒户也可以不修改控制器模型,而据此对机器人程序进「行离线补偿。

                机器人

                APIRMS的功能强大所有人都調過來,界面友好,充分利用了API激光跟踪仪和周边硬件产品的强大功能,更为难淡淡得的是,综合考虑了用户实际需求,具有很盯著這七大仙器和屠神解把神器好的适用性,不呼了口氣但可以用于机器人生产厂家的流水线检测和标定,而且也适合第三方公←司用于开展性能检测和标定服务。API技看著术团队的强大技术实力和严谨的工作态度,将助力国产机器人产业赶超世界先进水平。

                供稿:深圳市正隆伟业科技有限公司

                本文链接:/tech/detail.aspx?id=36041

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