基于参数与非参数模型结合的双臂机器人协作定位精度提升方法

来源：机器人杂志2023年第3期北京时间：

作者：白明, 庞淋峻, 史羽胜, 张明路, 孙立新, 高春燕, 贾计东

摘要：双臂协作机器人系统具有效率高、负载大、协同能力强等优点, 但双臂作业性能及质量不但受单臂定位精度的影响, 而且受双臂协作定位精度的影响, 因此, 本文提出了一种基于参数与非参数模型相结合的运动学标定方法。首先, 基于MDH(modified Denavit-Hartenberg)方法建立机器人运动学模型和参数误差模型, 去除模型中的耦合参数并基于迭代最小二乘法辨识几何参数误差; 其次, 针对传统的非几何误差补偿方法只能在标定坐标系建立关节位置与末端位置误差之间的映射关系的问题, 提出一种改进的非几何误差补偿方法补偿机器人本体非几何误差; 再次, 基于距离误差辨识双臂基坐标系转换矩阵的参数, 补偿双臂几何误差与非几何误差; 最后, 通过实验验证方法的正确性和有效性。结果表明所提出方法将UR10和UR5机器人的平均定位误差减小至0.170 9 mm和0.050 9 mm。双臂平均协作定位误差减小至0.167 6 mm, 与基于参数模型的方法相比协作定位精度提升了27.7%, 验证了该方法的优越性。

关键词：双臂协作定位精度, 运动学标定, 几何误差, 非几何误差补偿, 迭代最小二乘法