Page 129 - 工业机器人控制技术研究

第四章 工业机器人的性能优化

人零件加工及高端装配工作质量和效率。通常将工业机器人定位精度分为绝对定
位精度和重复定位精度，提高机器人定位精度可靠性是提升机器人性能参数的关
键性因素，常采用某种技术来对工业机器人的定位精度条件进行误差补偿。

工业机器人的研发为现代化智能制造业提供重要的技术支撑，在推动工业转
型升级、强国建设过程中发挥着不可替代的作用。当前，中国工业机器人朝着智
能化、产业化、高端化方向快速发展，已经基本具备工业机器人研发设计、智能
化制造、零部件配套及工程应用等方面的产业化发展能力。中国工业机器人已经

广泛应用于汽车生产制造、金属加工等各个行业领域，但国产工业机器人在绝对
定位精度方面暴露出诸多问题，明显限制了工业机器人的创新研发与推广应用。
对工业机器人性能指标的确定及其规范性试验应当严格遵循《GB/T12642—2013
工业机器人性能规范及其试验方法》相关标准，工业机器人性能指标测试主要以

ISO9283 衡量标准。通常对机器人定位精度的分析需要先看衡量标准，进一步分
析具体技术和方法，最后科学选择适合的测量设备。国家标准规范中，明确规定
了工业机器人的主要性能指标，包含机器人位置、距离的重复性与准确性以及执
行运动位置的稳定性等。通常依据这些性能指标，从机器人重复定位精度与绝对

定位精度分别衡量机器人的性能。从定位精度的误差测量角度看，目前多采用顶
尖对齐、拉线测量以及影像测量等多种方法，不同方法本身有着不同的局限性，
无法统一保障末端测量结果的绝对精确性。对工业机器人定位精度测量误差补偿
在借助各种测量方法的基础上，还仰赖于各种专业的测量工具以及数字化模型，

以充分适应不同应用场景下工业机器人性能参数要求。

一、关于工业机器人绝对定位精度测量算法

坐标系转换法。当前，工业机器人在工业机械制造相关领域有着较为普遍的

应用，具有通用性强的特点。通常为保证机器人末端执行精度的可靠性，会在机
器人出厂之前或者使用一段时间后对其进行校准和标定。对工业机器人内部空间
精度的测量应当借助三维测量设备，以测量得到的坐标信息为基础建构三维坐标
系。坐标系转换模式下，三维空间测量仪器与机器人坐标信息的转换关系成为机

器人校准标定的重要前提，当前对内部测量机理需要进一步地深入研究。
采用坐标系转换法，首先需要科学选择测量点位，结合工业机器人内部工作
空间，分别选取 A1、A2、A3、A4、A5 这五个点位，按照顺时针方向建构形成

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