scara机器人视觉伺服精确定位技术的研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：SCARA机器人视觉伺服精确定位技术的研究英文并列题目：ResearchonPrecisePositioningTechnologyofSCARARobotBasedonVisionServo研究生：沈程慧专业：控制科学与工程研究方向：控制理论与控制工程导师：白瑞林教授指导小组成员：学位授予日期：2016.6答辩委员会主席：杨慧中江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一六年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外

2、，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：次＾＾考曰期：年／月曰卡）／关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可１＾｜将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、一致汇编学位论文，

3、并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。！令签名：抑＆导师签名：曰期：／年＾月曰２＾占Ｉ］摘要摘要随着我国经济的迅猛发展以及产业结构的升级的迫切需求，各产业市场的激烈竞争促使企业提高生产效率降低产品的残次率，从而推动了各产业尤其是装配领域对高精度的工业机器人需求，SCARA机器人的结构特点特别适合动作重复性大、装配精度需求高的装配场合，而高精度的装配的前提是高精度的定位。SCARA机器人视觉伺服精确定位技术的研究主要包括以下几个方面：针对SCARA机器人视觉伺服精确定位系统的协调运行问

4、题，建立系统数学模型，包括智能视觉相机模型、SCARA机器人运动学模型和动力学模型、智能相机坐标系与机器人坐标系之间关系模型。针对SCARA机器人在运动过程中，抑制干扰对定点控制的影响，消除因力矩突变过大引发的机械抖动现象。提出一种基于模糊内模的SCARA机器人控制器设计方法，提高系统控制精度。首先利用SCARA机器人动力学模型作为被控对象，利用内模控制原理获得被控对象的估计模型，在满足系统的稳态误差为零的条件下选择合适的内模滤波器f(s)，推导整体的控制规律，通过设计跟踪位置误差及误差变化率的模糊规则表，运用Mamdani模糊推理规则，采用重心

5、法进行模糊判决。最后实验结果表明，系统具有良好的干扰抑制效果，消除了力矩突变过大带来的机械剧烈抖动的现象，其力矩突变峰值较单一内模控制降低了99.2%。针对SCARA机器人平面定位精度不高，提出了一种网格模型并结合最小距离误差逼近方法。通过构建SCARA机器人平面定位的简化模型，概述网格模型收敛机理，分析机器人末端第一次到达的实际点与期望点相对位置关系，构建可变参数的起始网格模型，采用最小距离误差逼近求解下一步构建可变参数网格模型起始点，最后由期望点在网格模型中位置分布情况决定模型粒度点的收敛更新方向。实验结果表明视觉引导的定位补偿策略弥补了因模

6、型不精准而造成的平面定位精度不高的现象，补偿后的定位精度达到0.031mm，且调节参数单一、机器末端走点次数明确。以LABVIEW为实验平台，搭建SCARA机器人视觉伺服精确定位系统。设计SCARA机器人运动学正逆解模块、轨迹规划模块、运动控制模块、误差补偿模块。利用NI-7842R板卡实现数据的采集和输出，控制SCARA机器人完成指定的动作，实现精确定位功能。关键词：SCARA机器人；机器视觉；模糊内模控制；网格模型；最小距离误差逼近IAbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofChina'seconomy

7、andtheurgentneedsoftheindustrialstructureupgrading,thefiercecompetitioninindustrialmarketmakesalltheenterprisesstrivetoimprovetheproductionefficiencytoreduceproductdefectrate.Thesefactorsincreasethedemandofhighprecisionindustrialrobotsinthefieldofassemblymarketespecially.TheS

8、CARArobotissuitablefortherepeatedandhighprecisionassemblyoccasionbec