Page 131 - 工业机器人控制技术研究

第四章 工业机器人的性能优化

人关节速度不存在或者速度非常大时，表明机器人运动性能有所下降，进而直接
影响工业机器人定位控制精度。通常，机器人关节速度函数与空间运动位置参数
相关，以此来分析获取优化机器人运动性能空间的分布特征体系，当机器人运动

性能衡量指标参数越高，表明机器人性能越好。工业机器人关节运动坐标往往决
定着机器人末端位置，从机器人关节运动特性出发，分别获取机器人关节运动空
间与笛卡尔坐标系优化测量空间。关节坐标模式下，六个自由度成为机器人最显
著的关节结构特征，主要影响机器人运动末端姿态，需要重点考虑机器人末端奇

异位置。当机器人关节角度达到某一特定值，奇异位置将不存在。一般情况下，
机器人运动性能指标参数越大，就越远离奇异位置，在保证机器人末端姿态不受
奇异位置的影响下，能够准确获取机器人关节转动准确值，进而保证机器人的运
动性能。

（二）优化绝对定位测量标定方法
当前对工业机器人绝对定位精度问题的研究，主要标定方法包括离线误差补
偿和在线误差补偿两种类型。在线误差补偿通常需要借助外部设备作为一个实时
追踪反馈装置，旨在获得机器人末端处理器的执行位置信息，以此进行在线调整，

不断提高机器人绝对定位精度。而离线误差补偿主要作用于机器人作业之前的阶
段，采用数学算法、运动模型标定以及神经网络等方法来对机器人末端处理器执
行精度进行准确标定，进而对机器人定位精度进行准确补偿。采用在线误差补偿
对外部实时反馈设备以及机器人末端处理器装置性能及装配精度有较高要求，所

耗费的成本也相对较高，能够获得更加精确的误差精度。
1. 在线误差补偿
在线误差补偿法主要针对工业机器人末端执行系统位置来分析，通过利用跟
踪仪、测量仪等外部追踪设备装置来获取机器人末端执行位置信息，并将信息实

时反馈给计算机系统，借助极端及系统来处理相关信息，以此获得三维坐标系，
确定理想的坐标点。此时，对机器人末端执行位置进行适当调整，确保机器人末
端执行位置点与理想定位精度相吻合。其中，使用激光跟踪仪设备来追踪测量机
器人位置的重复性和绝对精度，借助机器驱动传感器装置接口在线补偿机器人绝

对定位精度误差。采用在线补偿误差法能够简化计算机复杂的操作程序，尽可能
避免外部因素对机器人定位精度产生误差影响，促使测量结果优于测量标定方法。
即，当机器人正常执行某项任务时，采用在线误差补偿对机器人位置进行准确补

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