摘要：一種新的校準(zhǔn)方法，使用動(dòng)作捕捉作為測(cè)量工具，利用ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為非幾何誤差源補(bǔ)償，提升工業(yè)機(jī)器人的絕對(duì)精度。
工業(yè)機(jī)器人的絕對(duì)精度是評(píng)估其綜合性能的重要指標(biāo)之一。然而，由于機(jī)器人受到多種因素的影響，如加工誤差、裝配誤差、零部件磨損、末端負(fù)載變化和溫度影響等，其精度可能會(huì)受到影響。這對(duì)于衛(wèi)星高精度組裝和飛機(jī)集成組裝等應(yīng)用來(lái)說(shuō)是不利的。隨著工業(yè)機(jī)器人的不斷發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)其運(yùn)動(dòng)精度的要求也越來(lái)越高。因此，提高機(jī)器人的絕對(duì)精度是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題之一。
同濟(jì)大學(xué)航力學(xué)院的研究人員提出了一種新的標(biāo)定方法，利用運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ELM）來(lái)增加工業(yè)機(jī)器人的絕對(duì)精度。所提出的方法與傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法相比，在姿態(tài)精度方面可以實(shí)現(xiàn)較大改進(jìn)。研究為改善工業(yè)機(jī)器人在各個(gè)領(lǐng)域中的性能和效率提供了新途徑。
驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
將機(jī)器人布置在8臺(tái)動(dòng)作捕捉鏡頭的幾何中心。用螺栓將一個(gè)鋁制空心裝置固定在末端執(zhí)行器上，在機(jī)器人的每個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)和末端執(zhí)行器上布置約15個(gè)反光標(biāo)識(shí)點(diǎn)，共90個(gè)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，隨機(jī)選擇機(jī)器人的500個(gè)位姿動(dòng)作作為研究對(duì)象。使用NOKOV度量運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)測(cè)量機(jī)器人的連續(xù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，獲得機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的位置和姿態(tài)信息，并用于后續(xù)的DH參數(shù)校準(zhǔn)。最后使用標(biāo)準(zhǔn)差的范數(shù)評(píng)估了標(biāo)定方法，并將其與傳統(tǒng)和改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)校準(zhǔn)方法進(jìn)行了比較。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著幾何誤差和非幾何誤差等來(lái)源的增加，定位精度從定位精度由3.073度提高到0.077度。證實(shí)了算法的有效性，驗(yàn)證了預(yù)期結(jié)果。
參考文獻(xiàn)：Tianchi Gao, Fan Meng, Xiaoyu Zhang, Zhicheng Tian1, Hanwen Song, An operational calibration approach of industrial robots througha motion capture system and an arti?cial neural network ELM, ［J/OL］The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, DOI：10.1007/s00170-023-10856-w
原文鏈接：https://doi.org/10.1007/s00170-023-10856-w
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