基于国际科技合作项目资助的“用于机器人定位精度标定的激光束同时对准双PSD的控制理论研究”(20160414030GH)课题,致力于解决工业机器人标定过程中的位姿测量问题。工业机器人重复定位精度高,但**定位精度较低,这极大影响离线编程的应用。相对于传统方法,基于双PSD(Position Sensitive Device)的标定方法能为提高机器人**定位精度提供一种更有效的途径。

以IRB120机器人为研究对象,提出用于机器人定位精度标定的激光束同时对准双PSD的控制方法:首先,结合坐标变换及空间几何建立标定系统运动学模型;其次,使用牛顿-欧拉法建立机器人动力学模型;再次,设计基于模型的自适应控制算法并通过理论推导证明光斑位置误差及系统未知参数估计误差的渐进收敛性,证明了系统稳定性;*后,利用MATLAB/Simulink软件进行仿真实验,验证了控制算法的有效性及系统稳定性,并得出光斑位置误差稳态精度为0.0057mm。

另外,为保证准确测量,设计了激光器调制及PSD坐标计算电路,对PSD坐标计算电路输出有用信号进行互相关提取,理论推导和MATLAB仿真验证了其有效性;分别在暗室和亮场下做了对比实验,其光斑位置差异*大仅为0.044mm,实验结果也表明互相关法能够较好地消除背景光的干扰。

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