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API機(jī)器人解決方案RMS-下篇連載（完結(jié)篇）
閱讀：847 發(fā)布時(shí)間：2019-3-7
DH參數(shù)校準(zhǔn)模塊
(Denavit-HartenbergModeling&Calibration)
(上接)
c) 基坐標(biāo)系和工具坐標(biāo)系的處理,；
基坐標(biāo)系是機(jī)器人DH模型的起始坐標(biāo)系,，根據(jù)廠家的不同定義,，有的可能存在明確的幾何特征,，例如底座安裝基面和定位銷,，也有可能是根據(jù)J1坐標(biāo)系向下移動(dòng)一個(gè)理論高度差,，虛擬定義,。對(duì)于這兩種情況，在DH模型算法中應(yīng)該采用不同的處理,。對(duì)于前者,，需要在測(cè)量系統(tǒng)中通過(guò)測(cè)量基坐標(biāo)系的幾何特征，確定從測(cè)量坐標(biāo)系到基坐標(biāo)系的矩陣變換,，然后對(duì)DH模型中的相關(guān)變量進(jìn)行求解計(jì)算,，此時(shí)J1關(guān)節(jié)的θ和D都必須作為變量求解，因?yàn)镴1關(guān)節(jié)和基坐標(biāo)系間必定存在一定誤差,，需要進(jìn)行補(bǔ)償,。對(duì)于后者,，可以不需要預(yù)先測(cè)量基坐標(biāo)系,，而是將基坐標(biāo)系的歐拉參數(shù)作為未知變量進(jìn)行求解，此時(shí)J1坐標(biāo)系和基坐標(biāo)系間保持理論定義的變換關(guān)系,，也就是說(shuō)J1的所有4個(gè)參數(shù)都應(yīng)該直接用理論值代入,，并在求解過(guò)程中保持不變,。需要注意的是，如果要保證機(jī)器人互換性指標(biāo),，必須采用前一種處理方式,，將基坐標(biāo)系確定在明確的幾何特征(機(jī)械接口)之上。
工具坐標(biāo)系的處理和基坐標(biāo)系類似,，如果在末端法蘭上存在工具安裝標(biāo)記(如定位銷和安裝面),，并希望在將來(lái)可以用這些標(biāo)記定位不同工具，則需要預(yù)先標(biāo)定出測(cè)量靶標(biāo)相對(duì)于工具坐標(biāo)系的偏移值,，在計(jì)算中使用該測(cè)量值作為工具中心位置,，與此相對(duì)應(yīng)，J6關(guān)節(jié)的DH參數(shù)應(yīng)該作為變量參與求解,，(主要是確定J6的θ和D),；反之，如果不關(guān)心末端法蘭的機(jī)械接口標(biāo)記,，則無(wú)需將J6的θ零位設(shè)為變量求解,，固定其為理論值即可，此時(shí)靶標(biāo)點(diǎn)的工具中心偏移值可作為未知變量求解,，無(wú)需預(yù)先測(cè)量確定,。
d) 優(yōu)化計(jì)算結(jié)果
下圖為典型的6軸串行機(jī)器人的進(jìn)行DH參數(shù)補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化結(jié)果，對(duì)于機(jī)械加工和裝配的機(jī)器人,，主要誤差來(lái)源于關(guān)節(jié)角零位誤差,。
經(jīng)過(guò)優(yōu)化計(jì)算后，全部50個(gè)校準(zhǔn)位姿的誤差,，大僅為0.43mm,，平均誤差和均方差分別為0.21mm和0.23mm，計(jì)算變量選取了18個(gè)參數(shù)(基坐標(biāo)系歐拉變換6個(gè)變量,，工具中心偏移3個(gè)變量,，J2-J5零位4個(gè)變量，其他連桿參數(shù)5個(gè)變量),，通過(guò)優(yōu)化計(jì)算預(yù)期誤差減小為17.5%,。
e) 補(bǔ)償效果仿真評(píng)估
API RMS系統(tǒng)提供了兩種驗(yàn)證方式，一種是將補(bǔ)償參數(shù)應(yīng)用到機(jī)器人控制器,，系統(tǒng)補(bǔ)償更新后進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)量,，測(cè)量數(shù)據(jù)代入修正模型進(jìn)行驗(yàn)算(Post Compensation)，另一種是在無(wú)法對(duì)機(jī)器人控制器應(yīng)用補(bǔ)償參數(shù)更新的情況下,，對(duì)除校準(zhǔn)位姿以外的測(cè)量多個(gè)驗(yàn)證位姿(不同于原先校準(zhǔn)位姿),，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證計(jì)算，二者的差別主要在于應(yīng)用θ零位修正值,。這樣做能極大的方便用戶,，保證DH參數(shù)更新的可靠性,。客戶也可以不修改控制器模型,，而據(jù)此對(duì)機(jī)器人程序進(jìn)行離線補(bǔ)償,。
API RMS的功能強(qiáng)大，界面友好,，充分利用了API激光跟蹤儀和周邊硬件產(chǎn)品的強(qiáng)大功能,，更為難得的是，綜合考慮了用戶實(shí)際需求,，具有很好的適用性,，不但可以用于機(jī)器人生產(chǎn)廠家的流水線檢測(cè)和標(biāo)定，而且也適合第三方公司用于開(kāi)展性能檢測(cè)和標(biāo)定服務(wù),。API技術(shù)團(tuán)隊(duì)的強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度,，將助力國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)趕超****水平。
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