工业机器人绝对定位误差的建模与补偿

为了提高机器人的绝对定位精度,建立了机器人绝对定位误差模型并进行了补偿方法研究.将定位误差分为几何参数误差与柔度误差,分别建立相应的误差模型.几何参数误差研究以MD-H(修正型D-H)运动模型为基础,对柔度误差的影响进行了解耦,并考虑了机器人基坐标系与测量坐标系的转换误差,提出了基于相对位置的几何参数误差模型.柔度误差研究针对机器人的构造特点,建立了针对关节2和3的误差模型,简化了计算模型.最后基于所建立的两种误差模型,提出了误差补偿方法,并采用该方法对机器人进行了实际补偿实验.结果表明,平均绝对定位精度由补偿前的1.173 mm降至补偿后的0.158 mm,说明文中方法可有效提高机器人的绝对定位精度,扩展机器人的应用范围.     

基于位姿误差补偿的全电脑凿岩台车钎杆定位算法

针对全电脑凿岩台车钻炮孔时钎杆的定位精度要求,从钎杆末端位姿误差补偿角度出发,以DH运动学模型为基础,计算臂架的动态误差和静态误差,建立钎杆定位误差补偿运动学模型;采用多种群遗传算法(MPGA),根据无误差正向运动学逆解所得关节变量(角度和距离)优化各关节值的搜索范围,结合移民算子和人工选择算子进行并行计算,建立基于钎杆运动学误差补偿模型和MPGA求逆解确定关节变量的钎杆定位算法。研究结果表明:基于误差补偿模型进行钎杆定位时,实测钎杆定位误差小于0.1 m,满足工程实际定位要求。     

颌骨重建手术机器人定位精度分析与误差补偿

为提高颌骨重建机器人的精度,借助于—台可以实现绝对坐标测量的高精度光学定位跟踪仪,对机器人系统的定位精度进行了误差分析与补偿研究.针对结构参数和运动变量误差,采用修正的运动学模型,进一步真实地反映了机器人的实际结构参数;对齿轮传动误差和间隙引起的关节回转误差通过实验进行了修正,有效提高了关节传动精度;对零位定位误差,通过机器人逆运动学反解出关节转角,并进行误差补偿,提高了定位基准的精度.实验结果表明上述方法可有效提高颌骨重建机器人的定位精度.      

基于温度积分方法的大型数控机床光栅定位热误差建模及实时补偿

为了提高大型数控机床的光栅定位精度,提出了基于热特性分析的光栅定位热误差建模理论及补偿方法.阐述了光栅受热膨胀产生热伸长从而导致定位偏差的机理,并对光栅定位误差产生的影响及表现形式进行了说明.建立了光栅热伸长量和温升量的线性关系表达式.在光栅尺上均匀布置多个温度传感器,实时采集光栅尺多点温度,通过插值运算,拟合出光栅尺各点的温度值.由于在机床运动过程中,光栅尺各点的温升量不尽相同,采用对光栅尺各点温升量积分的方法,求出光栅各点热伸长量,建立了光栅定位热误差模型.利用自主研发的数控机床误差补偿系统,应用光栅定位热误差模型,对落地镗床TK6920进行光栅尺定位热误差补偿.结果显示:光栅定位热误差模型对运动过程中的光栅定位误差进行准确的预测,补偿后残差控制在15μm以内,定位精度提升90%以上,显著提高了光栅的定位精度.     

龙门移动式双驱进给系统定位误差补偿方法

针对双驱进给系统结构的特性,提出了双轴定位误差建模与补偿方法.分析影响双驱进给系统定位精度的误差来源,建立基于双轴误差数据的龙门移动式双驱进给系统的速度-位置定位误差预测模型.采用开放式数控系统,提出基于交叉耦合的双驱进给系统定位误差补偿方法.在误差补偿过程中考虑双轴动态耦合特性与同步误差和单轴跟随误差耦合作用对误差补偿的影响,并进行误差补偿实验验证.实验结果表明所提出的误差补偿方法提高了龙门移动式双驱进给系统的定位精度和同步精度.     

基于对角线测量的机床空间定位误差热变化分析

为了研究数控机床温度变化对机床空间定位精度的影响,提出了一种通过分步测量机床工作空间4条体对角线以快速获得机床空间定位误差的方法.基于这种方法,在不同的温度条件下测量了6组数控机床的空间定位误差,并以z轴定位误差为例进行了分析.在某一机床温度条件下,对空间定位误差进行了预测和补偿,z轴定位误差最大从15μm降低到5μm以内,精度得到了改善.结果证明,分步体对角线测量是一种研究机床空间定位误差与机床温度变化之间对应关系并加以补偿的有效手段.     

基于测距的WSN定位算法设计与实现

设计了一款基于测距的无线传感器定位节点模块,并用该模块实现了基于RSSI(Received Signal Strength Indication)测距的极大似然估计定位算法。通过研究实际环境下RSSI随距离变化的特点,得到计算节点间距离的公式。针对实际测距误差用最小二乘法进行线性补偿,补偿后的测距误差得到极大降低。根据测试结果,采用极大似然估计法在6m×6m区域内实现多个点的定位,实验结果表明定位精度可达11.19%。     

基于3次样条插值的数控机床几何与热复合定位误差建模

通过分析机床整个温升直到热平衡的误差数据,总结误差分布的数学规律,将热误差和几何误差分离,运用基于压紧样条条件下的3次样条插值算法,以线性拟合后的余差为建模数据,建立了数控机床几何与热复合定位误差数学模型.实验结果表明,该数学模型能很好地拟合数控机床定位误差曲线,补偿后数控机床定位精度提高了80%以上.该方法可运用于不同时刻或不同机床温度下的机床定位误差补偿,建模原理明了、过程快速,模型适用性好.     

混凝土湿喷台车臂架振动模态分析

以国内某公司喷浆台车SPTC25为研究对象,首先利用陀螺仪和加速度传感器在施工现场进行动力学测试,采集到关于臂架在实际施工时的角速度和加速度的时间历程曲线。然后通过数据处理和分析计算,得到臂架在仰俯工况下的振动频率和振幅,分别为1.18 Hz和0.092 m,回转工况下的振动频率和振幅分别为0.98 Hz和0.073 m。其次,对湿喷台车臂架建立了准确的有限元模型,并且进行了模态仿真分析,得到前三阶模态的固有频率和振型。结合隧道施工时的实际操作数据统计,最终得出结论,臂架在施工过程中长时间处于共振状态,使得振幅过大,这是臂架疲劳开裂的主要原因,也为后续湿喷台车臂架的研发和优化提供了新的分析思路。     

在线检测系统中对预行程误差预测和补偿的应用分析

预测和补偿预行程误差,能在很大程度上提高在线检测系统中测量的精确度,基于这一原理,提出基于BP与正则化RBF神经网络的一种新的检测误差预测的方法,同时基于BP和正则化RBF神经网络,建立了一个能够在线检测系统并且预行程误差的模型,利用相关的实验数据,将已经训练好的网络运用到实际中,对加工零件的误差进行预测与补偿.     

基于对角线测量的机床空间定位误差

为了研究机床温度变化对数控机床空间定位精度的影响,提出了一种通过分步测量机床工作空间4条体对角线快速获得机床空间误差的方法.基于这种方法在不同的温度条件下,测量了6组数控机床空间定位误差并以z轴定位误差为例进行了分析并在某一机床温度条件下,对空间定位误差进行了预测和补偿,z轴定位误差最大误差从15 μm降低到5 μm以内,精度得到了改善。结果证明分步对角线测量方法是一种研究机床空间定位误差热变化的有效手段.     

数控机床定位误差的软件补偿

提出了基于“华工I型”数控系统数控机床的定位的软件补偿方法,该方法克服了等间距定位误差补偿的缺点,使定位误差补偿的位置可随机设定,建立了数控机床定位误差软件补偿的数学模型,在XK713加工中心上进行了补偿实验表明,采用本补偿方法能使机床的定位误差减小70%汉上。     

3-RRR并联机器人含间隙的运动学标定及误差补偿

机器人构件几何尺寸误差与关节间隙共同影响了机器人的定位准确度与精确度.文中基于考虑关节间隙的误差模型,使用运动学标定的方法对上述两误差源进行了识别,分析了关节间隙对重复定位中误差分布规律的影响.通过在逆运动学模型中补偿识别到的构件几何误差,以及将标定后的定位误差补偿到控制指令,提高了机构定位准确度;通过在控制中实时补偿关节间隙对定位误差的影响,提高了重复定位精确度.     

基于组合导航的管道内部定位仿真与误差分析

当前各种管道内部定位方法的单独使用都不能满足管道实际工程的精度要求,提高定位精度的有效方法是采用组合导航技术,国内外对于管道内检测定位技术的研究也集中在多理论、多方法的组合方面。基于此,根据油气管道内部定位的特点,提出由里程仪和SINS组成的组合导航定位方式,然后建立基于卡尔曼滤波数据融合技术的轨迹仿真器、捷联惯导器件和里程仪仿真模型,进行仿真试验,对组合定位技术进行误差分析,实现了在没有地面标记、定点磁标等辅助设备的情况下,定位精度达到0.03%。     

圆锥盘素线线轮廓度误差测量方法

探讨了在普通测量仪上实现对曲线线轮廓度测量与评定的可能性·根据工件缺乏描述方程的实际特点,采用3次样条插值的方法,建立了曲线的描述方程,采用误差补偿技术修正了由于测量方向的不重合而导致的系统误差,推导了从线轮廓度误差中分离出工件安装定位误差的数学模型,并进行了计算机仿真·结果表明,这种数学模型能够对定位误差进行有效的分离,分离精度较高·由数学模型、评定方法和计算引入的误差之和小于04μm,充分证明了算法的可靠性、可行性·     

混联机器人关节间隙误差建模及其定位精度可靠性分析

机器人末端定位精度可靠性是衡量其精度性能的重要指标,关节间隙是影响机器人定位精度的主要因素之一,建立准确的机器人定位精度误差模型是进行可靠性分析的前提。为探究空间关节间隙的随机不确定性对含有闭链机构混联机器人定位误差的影响规律,本文运用旋量理论和D-H参数法,提出一种考虑关节间隙的混联机器人定位精度误差模型;根据关节间隙模型参数的约束条件,量化间隙模型参数的不确定性,建立混联机器人定位精度的可靠性模型;采用双变量降维方法和鞍点近似方法,拟合机器人单坐标定位误差的概率密度函数,实现混联机器人定位精度高效可靠性分析。以含有平行四边形闭链机构的建筑机器人为例,验证所提模型的准确性和工程适用性,结果表明所提方法对比于传统的蒙特卡洛方法极大地提高了效率。     

轮回式双向螺距误差补偿方法

为了提高传统补偿方法的精度和适应性,在一台商品化立式加工中心上开发开放式结构数控系统,提出了轮回式双向螺距误差补偿方法,有效地将直线轴、回转轴的误差补偿问题统一起来。分别应用传统螺距误差补偿方法和该文提出的补偿方法对机床进行了补偿,并对补偿结果进行了比较。应用本方法补偿后,X轴定位精度从43μm提高到6μm,反向间隙从28μm减小到2μm,补偿前后加工试件的圆度误差从83μm降低到7μm。结果表明,这种方法比传统方法更准确更快捷,使补偿系统更具适应性。     

摄像机定位深度误差修正方法

为了提高机器人辅助外科中手术导航系统的定位精度,首先通过多方面的视觉定位误差产生的原因和实验研究获取的误差统计结果的分析,得到了空间误差分布图.然后研究了模糊推理和遗传算法改进神经网络的两种误差补偿方法,并分别对摄像机定位深度方向进行误差修正.实验结果表明,当使用模糊控制进行误差修正后,误差补偿结果得到了很大的改进;采用遗传算法改进人工神经网络,极大地提高了网络学习性能,具有较强的拟合能力,能对深度误差作出精确的预测,进一步提高了神经网络的补偿效果.遗传算法能快速减小搜索范围,而人工神经网络算法则具有局部搜索效率高的特点,将两者结合起来可以提高补偿效果的整体性能.     

基于柔度曲率梯度的刚架拱桥损伤识别

柔度类损伤识别指标对低阶模态敏感,提出柔度曲率梯度的损伤识别指标并应用于刚架拱桥损伤识别.新指标是通过将柔度曲率矩阵在标量场中进行延拓,求取方阵标量场中心元素的梯度向量而得到.采用实际刚架拱片尺寸建立有限元模型,使用频率相对误差与模态置信准则修正结构动力模型,基于动力修正模型验证了柔度曲率梯度的损伤识别效果,并采用截尾高斯分布的误差模型验证新指标的抗误差干扰能力.研究结果表明:基于动力修正模型的损伤指标检验方法新颖、合理,截尾高斯分布模型可以更好地反映测试误差分布,柔度曲率梯度可有效识别刚架拱片单处与多处损伤,在误差水平10%时仍具较好的识别精度.基于此,本文工作可为柔度曲率梯度在较复杂结构与实际桥梁损伤识别的应用奠定基础.     

基于有理函数模型的QuickBird立体定位精度分析

针对有理函数模型具有与传感器类型无关,是一种通用成像模型等特点,以上海地区的QuickBird异轨立体像对为例,利用原始影像提供的有理多项式系数,探讨了基于有理函数模型的卫星影像立体定位算法,系统分析了其定位误差的分布特点.在此基础上,提出了提高基于有理函数模型立体定位精度的多种补偿模型.实验结果表明,在该区域使用一阶仿射变换模型进行补偿,在5～6个均匀分布的控制点支持下,即可达到0.6～0.8 m的平面精度和1.0 m左右的高程精度.