基于kuka工业机器人的定位误差补偿方法的研究

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1、分类号：TP242单位代码：10190研究生学号：201305026密级：无硕士学位论文基于KUKA工业机器人的定位误差补偿方法的研究ResearchofPositioningErrorCompensationMethodBasedonKUKAIndustrialRobot研究生姓名：郭青阳工程领域名称：控制工程校内指导教师及职称：白文峰（教授）企业指导教师及职称：肖建明（高级工程师）2016年4月硕士学位论文长春工业大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《基于KUKA工业机器人的定

2、位误差补偿方法的研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春工业大学硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春工业大学硕士学位论文版权使用规定”，同意长春工业大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春工业大学

3、可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日校内指导教师签名：年月日硕士学位论文摘要随着生产力水平的不断进步和科学技术的飞速发展，工业机器人作为先进、智能的工业化设备的代表，在社会生活的很多方面应用广泛，尤其在汽车产业领域得到了相当成熟和广泛的应用。车身的尺寸偏差是影响车身质量最重要的因素，以工业机器人车身激光检测系统为代表的车身尺寸检测技术已成为当前全球车企降低车身尺寸偏差，提升车身制造精度最为有效的手段之一，对于工业机器人

4、定位精度的研究具有非常重要的工程意义和经济意义。首先，本论文以工业机器人车身激光检测系统中最常用的KUKA工业机器人为例，对其运动学问题进行了理论剖析，阐述了建立正向运动学模型和求解运动学逆解的方法，使用MATLABRoboticsToolbox进行了运动学模型的仿真验证。其次，在运动学模型的基础上，考虑影响工业机器人定位精度最大的几何误差因素，采用微分的方法建立了几何偏差模型；在考虑车身激光检测工程应用的基础上，分析了车身定位坐标系与机器人激光测量坐标系不重合对工业机器人定位精度造成的耦合影响，并依此在几

5、何偏差模型的基础上建立了基于车身激光检测系统的KUKA工业机器人车身定位误差模型，并对该模型进行了仿真验证，确定了其有效性和准确性。再次，在进行工业机器人定位误差补偿方法的研究时，首先基于所建立的工业机器人车身定位误差模型，使用牛顿-拉夫逊迭代算法进行了仿真验证。考虑到基于误差模型进行定位误差补偿的局限性，设计了合适的BP神经网络对KUKA机器人的误差模型进行网络逼近并进行了误差补偿，并且完成了对比仿真实验。结果表明，采用BP神经网络进行定位误差补偿比基于误差模型进行定位误差补偿的补偿精度更高。最后，考虑到

6、传统BP神经网络收敛速率慢等问题，提出采用PSO算法与BP神经网络相结合的算法，对BP神经网络进行优化，使KUKA机器人定位误差补偿的效果更佳。关键词：工业机器人定位误差BP神经网络PSO算法误差补偿I硕士学位论文AbstractAlongwiththeadvanceofproductivitylevelandtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,industrialrobots,astherepresentativeofadvancedandintellige

7、ntindustrialequipment,havebeenwidelyusedinmanyaspectsofsociallife,especiallyinthefieldofautoindustry,industrialrobotshavebeenusedquitematureandwidely.Bodysizedeviationofcarsisthemostimportantfactorsaffectingbodyquality,theindustrialrobotlaserdetectionsyste

8、mofautomobilebodysizedetectiontechnology,asarepresentative,isoneofthemosteffectivemeansforglobalautomakerslowerbodysizedeviationandimprovebodymanufacturingprecision,makethestudyofindustrialrobotpositioningacc