[发明专利]机器人轨迹精度影响因素分析方法及系统

说明书

本发明公开的机器人轨迹精度影响因素分析方法及系统，提出机器人运动控制模块规划、机器人关节伺服模块控制及机器人本体结构模块跟随的三个对机器人轨迹精度的影响环节；在各所述环节分别获取相应的测试直线轨迹，进而将各所述环节分别获取相应的测试直线轨迹分别与所述标准参考直线轨迹L1比对，确定各所述环节分别对机器人轨迹精度影响的程度。本发明提出基于上述影响环节的机器人轨迹精度影响因素快速分析方法，可快速定位影响运动轨迹精度的因素环节，为后续轨迹误差补偿提供参考，从而进一步提高机器人整机动态性能。

技术领域

本发明属于机器人检测和控制技术领域，具体涉及机器人轨迹精度影响因素分析方法及系统。

背景技术

随着机器人在高精密加工制造中的广泛应用，对其运动轨迹精度提出了更高的要求。通常，影响机器人运动轨迹精度的主要因素有：机器人本体制造及装配公差、机器人构件弹性变形和关节间隙、机器人关节伺服模块以及其他诸如环境和温度的变化等。在对机器人末端执行器进行运动轨迹精度测量后，一般仅能知晓机器人整机的轨迹精度是否符合性能要求，难以确定是上述多种因素对轨迹精度的总体影响，还是单一因素的影响，以及各因素的影响程度。

例如，一种现有技术中，通过使用柔性机器人模型和刚性机器人模型控制目标机器人沿着预先确定的目标轨迹运行，得到两条运行线路，最后求取两条线路之间的偏差路段，以确定目标机器人的轨迹精度，但该方法仅分析了柔性关节变动单一因素对轨迹精度的影响。

再例如，另一种现有技术中，从运动学分析的角度对工业机器人运动学模型参数误差进行补偿，实现对运动轨迹偏差的修正，从而提高工业机器人的运动轨迹精度，但该系统主要针对工业机器人运动轨迹精度不高的问题进行误差补偿，未针对影响轨迹精度的因素进行分析。

发明内容

本发明旨在提供一种机器人轨迹精度影响因素分析方法及系统，解决难以确定机器人轨迹精度影响因素的问题，本发明由下文所述的技术方案实现。

一种机器人轨迹精度影响因素分析方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据机器人轨迹再现的控制流程，将影响机器人轨迹精度的因素归纳为至少两个环节；

步骤2：设置测试起点及终点，并根据所述起点及终点确定一条标准参考直线轨迹L1；

步骤3：基于所述起点及终点，在各所述环节分别获取相应的测试直线轨迹；

步骤4：将各所述环节分别获取相应的测试直线轨迹分别与所述标准参考直线轨迹L1比对，确定各所述环节分别对机器人轨迹精度影响的程度。

具体地，所述机器人轨迹再现的控制流程包括：a、确定直线轨迹的起点及终点；b、运动控制模块基于直线轨迹的起点、终点及路径运动参数信息，完成直线轨迹规划并向关节伺服模块下发规划关节角位置；c、关节伺服模块基于所述规划关节角位置对伺服电机进行控制；d、机器人本体结构模块基于关节伺服模块控制复合运动，实现末端执行器的直线轨迹运动。

具体地，步骤1中，所述至少两个环节包括三个环节，顺序为：运动规划环节、关节伺服控制环节及机器人本体结构执行环节；步骤3中，在所述运动规划环节获取规划测试直线轨迹L1-1,在所述关节伺服控制环节获取控制测试直线轨迹L1-2,在所述机器人本体结构执行环节获取复合测试直线轨迹L1-3；步骤4中，将规划测试直线轨迹L1-1、控制测试直线轨迹L1-2、复合测试直线轨迹L1-3分别与所述标准参考直线轨迹L1进行比对，确定各所述环节分别对机器人轨迹精度影响的程度，确定所述运动规划环节、关节伺服控制环节及机器人本体结构执行环节分别对机器人轨迹精度影响的程度。

具体地，步骤2中，是由激光跟踪仪及测试系统根据GB_T 12642-2013《工业机器人性能规范及其试验方法》提供所述起点及终点，并确定所述标准参考直线轨迹L1。