為什么工業(yè)機(jī)器人需要經(jīng)常校準(zhǔn)呢？

工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)校準(zhǔn)是機(jī)器人學(xué)研究的重要內(nèi)容，工業(yè)機(jī)器人校準(zhǔn)是一個(gè)集建模、測(cè)量、機(jī)器人實(shí)際參數(shù)辨識(shí)、誤差補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)與一體的過(guò)程。在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化的背景下有重要的理論和工程意義。

機(jī)器人誤差產(chǎn)生原因：

利用現(xiàn)有CAD數(shù)據(jù)以及機(jī)器人理論結(jié)構(gòu)參數(shù)所建立的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型與實(shí)際情況存在著誤差， 再加上系統(tǒng)集成方面的不確定性因素、設(shè)備損壞、配件產(chǎn)品老化、環(huán)境溫度影響等等，往往會(huì)導(dǎo)致正常機(jī)器人作業(yè)時(shí)，重復(fù)精度高而精度低的現(xiàn)象。因而必須對(duì)機(jī)器人性能進(jìn)行評(píng)估、校準(zhǔn)。對(duì)誤差進(jìn)行測(cè)量，分析，不斷修正所建模型。

經(jīng)驗(yàn)表明：沒(méi)有校準(zhǔn)的機(jī)器人底座通常存在15――30mm的誤差；TCP中心點(diǎn)存在5――10mm的誤差；機(jī)器人整個(gè)系統(tǒng)存在5――10mm的誤差。加入校準(zhǔn)環(huán)節(jié)的機(jī)器人精度將（能達(dá)到±0.25――1mm）大大提高，且算法穩(wěn)定性良好。校準(zhǔn)使得機(jī)器人適用于更復(fù)雜、多變、精度要求高的環(huán)境。

為什么工業(yè)機(jī)器人需要經(jīng)常校準(zhǔn)呢？

校準(zhǔn)必要性：

1、如果機(jī)器人不進(jìn)行校準(zhǔn)，機(jī)器人不能共用程序，精度很低且不穩(wěn)定。在維修等因素引起機(jī)器人幾何參數(shù)變化后，機(jī)器人所需的重新編程將迫使其工作暫停。如果進(jìn)行機(jī)器人校準(zhǔn)，只要使用編程過(guò)程中的一小部分時(shí)間，其科研以及經(jīng)濟(jì)價(jià)值相當(dāng)可觀。

2、校準(zhǔn)可以提高機(jī)器人處理環(huán)境不確定性的能力。隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)雜化，作業(yè)環(huán)境的不確定性將對(duì)機(jī)器人作業(yè)任務(wù)有重要的影響，固定不變的環(huán)境模型極可能導(dǎo)致機(jī)器人作業(yè)失敗。

3、現(xiàn)代自動(dòng)控制理論的發(fā)展導(dǎo)致帶有傳感器輔助設(shè)備的機(jī)器人離線編程系統(tǒng)受到普遍重視。若要完成較為的離線編程任務(wù)（如精密工業(yè)制造），不僅要求機(jī)器人的動(dòng)作重復(fù)精度好而且要求機(jī)器人的精度高。機(jī)器人精度不高的主要原因是機(jī)器人的設(shè)計(jì)參數(shù)和其實(shí)際參數(shù)的不同，這往往是制造誤差造成的。而機(jī)器人校準(zhǔn)就是通過(guò)調(diào)整機(jī)器人控制軟件來(lái)提高機(jī)器人精度的一種措施，往往可以將精度提升幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

4、在機(jī)器人的研發(fā)過(guò)程中，必須獲得足夠多的精確數(shù)據(jù)來(lái)分析評(píng)估機(jī)器靜態(tài)與動(dòng)態(tài)。其中包括測(cè)量機(jī)器人關(guān)節(jié)位置、末端執(zhí)行器上特定點(diǎn)在指定坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；機(jī)器人的走位是否真的按我們的設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)軌跡在運(yùn)動(dòng)；機(jī)器人加速運(yùn)動(dòng)時(shí)是否過(guò)沖；機(jī)器人走角度的時(shí)候是否按存在偏離；震動(dòng)對(duì)機(jī)器人的影響；機(jī)器人在運(yùn)載多少重量的物體時(shí)各分析數(shù)據(jù)；機(jī)器人精度重復(fù)性測(cè)試等等……。這些數(shù)據(jù)都得依賴一套完整的校準(zhǔn)系統(tǒng)來(lái)獲取。

上述因素往往會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人本體以及在正常作業(yè)時(shí)，精度偏低的問(wèn)題。特別是軌跡精度達(dá)不到使用要求，因而必須對(duì)機(jī)器人性能進(jìn)行評(píng)估、校準(zhǔn)。對(duì)誤差進(jìn)行測(cè)量，分析，不斷修正機(jī)器人實(shí)際參數(shù)，以滿足生產(chǎn)及應(yīng)用過(guò)程中所需的靈活性和適應(yīng)性。快速校準(zhǔn)機(jī)器人TCP點(diǎn)，home點(diǎn)，連桿長(zhǎng)度，機(jī)器人各軸夾角，檢測(cè)機(jī)器人關(guān)節(jié)齒輪間隙，減速比，耦合比……。并補(bǔ)償回去，一般二十分鐘可校準(zhǔn)好一臺(tái)機(jī)器人。從而快速改善機(jī)器人性能。

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