【研究目的】

旨在提高工业机器人的绝对定位精度，尤其注重姿态精度，以满足智能制造对工业机器人精度的更高要求。通过研究工业机器人末端位姿六自由度测量方法，分析误差来源并建立误差模型，以识别运动学参数偏差，并校准机器人的运动学模型。最终目标是开发出一套完整的工业机器人末端位姿测量与校准系统，以提升其位置和姿态精度。这将间接拓展工业机器人的应用领域，延长其使用寿命，并为我国经济社会发展带来积极推动。

【技术创新】

针对当前工业机器人绝对定位精度较低问题，提出了基于全站仪和激光靶标的六自由度测量系统、TM-MDH几何参数误差模型以及基于Levenberg Marquardt算法的交叉辨识方法，实现了运动学层级上的工业机器人末端位姿精度校准。主要创新点如下：

（1）提出了基于全站仪和激光靶标的六自由度测量系统，可准确实现工业机器人末端位姿测量，位置精度约为0.3mm，姿态精度约为0.01°；

（2）提出了TM-MDH几何参数误差模型，该模型考虑了工具和测量坐标系的标定误差。仿真表明，经TM-MDH模型校准之后，工业机器人末端位置误差由1.9536mm下降到0.0122mm，姿态误差由1.46E-02rad下降到1.31E-04rad；

（3）提出了基于Levenberg Marquardt算法的交叉辨识方法，解决了参数辨识过程中易陷入局部最优的问题，收敛域由原先的22.45%提到了53.16%。

【知识产权】

（1）发表相关研究论文5 篇，出版专著1部；

（2）授权中国发明专利 2项。

【应用领域】

智能制造、机器人、自动化技术等。

【应用情况】

（1）2021-2023年，与天津某科技公司合作开展横向合作和专利技术转让；

（2）2022-2023年，与上海某公司开展横向合作，仪器开发应用；

（3）2022-2023年，与北京某仪器公司合作开展横向合作仪器开发。