收藏本站
《南京航空航天大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于空间相似性的工业机器人定位精度补偿技术研究

曾远帆  
【摘要】:连接孔位置精度是飞机部件装配的关键技术指标,因而实现工业机器人绝对定位误差的估计与补偿,是保证飞机自动钻铆系统制孔精度的核心技术。本文针对基于空间相似性的机器人定位精度补偿技术开展了系统研究。基于机器人运动学误差模型,分析、研究并验证了机器人定位误差的空间相似性理论;建立了基于空间相似性的机器人定位误差估计与补偿模型,显著提高了机器人的绝对定位精度;建立了面向精度补偿的最优采样点数学模型,提出基于遗传算法的机器人采样点多目标优化方法,有效提高了精度补偿采样点的分布合理性和规划效率;提出并验证了自动制孔协调准确度综合补偿方法,实现了机器人自动钻铆系统的高精度制孔。本文完成的主要工作有:(1)建立了耦合关节约束的机器人运动学模型和基于MD-H参数的机器人运动学误差模型,为误差相似性研究提供了理论支撑:基于D-H参数建立了机器人正向运动学模型,耦合关节约束建立了机器人逆向运动学模型,实现了关节空间与操作空间的唯一映射关系,并建立了基于MD-H参数机器人的运动学误差模型,阐述了机器人运动学参数的标定方法。(2)提出并验证了基于空间相似性的机器人定位误差估计与前馈补偿方法,实现了机器人绝对定位误差的开环补偿:提出并验证了机器人定位误差的空间相似性理论,建立了关联机器人运动学误差模型和变差函数的误差相似性定量表征模型;提出了基于空间相似性的机器人定位误差映射和线性无偏最优估计方法,实现了定位误差的精确估计;提出了基于空间相似性的机器人定位误差前馈补偿方法,实现了定位误差的开环补偿;试验证明上述方法能够将机器人的绝对定位精度提高约80%。(3)建立了面向精度补偿的机器人最优采样点模型,提出并验证了基于遗传算法的机器人最优采样点多目标优化方法:针对现有的基于能观性指数的采样点规划方法难以应用于非运动学参数标定的精度补偿技术的局限性,建立了面向精度补偿的机器人最优采样点数学模型,提出了基于遗传算法的机器人最优采样点多目标优化方法对该模型进行求解,得到了最优采样点集合;对比试验证明上述方法能够有效提高精度补偿采样点的分布合理性和规划效率。(4)提出并验证了自动制孔协调准确度综合补偿方法,实现了机器人自动制孔系统的高精度制孔:阐述了机器人自动制孔系统的软硬件组成和工作原理;分析了自动制孔系统协调性误差源,并提出了自动制孔协调准确度综合补偿方法;试验结果证明,机器人自动制孔系统的孔位精度能够达到0.35mm。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP242.2

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张辉;郭洪杰;;基于西门子控制系统机器人制孔执行器的研制[J];航空制造技术;2015年03期
2 陈雪梅;刘顺涛;;飞机数字化装配技术发展与应用[J];航空制造技术;2014年Z1期
3 张铁;戴孝亮;杜亮;;基于距离测量的机器人误差标定及参数选定[J];北京航空航天大学学报;2014年05期
4 高文斌;王洪光;姜勇;潘新安;;基于距离误差的机器人运动学参数标定方法[J];机器人;2013年05期
5 周炜;廖文和;田威;;基于空间插值的工业机器人精度补偿方法理论与试验[J];机械工程学报;2013年03期
6 周炜;廖文和;田威;万世明;刘勇;;基于粒子群优化神经网络的机器人精度补偿方法研究[J];中国机械工程;2013年02期
7 陈钢;贾庆轩;李彤;孙汉旭;;基于误差模型的机器人运动学参数标定方法与实验[J];机器人;2012年06期
8 周炜;廖文和;田威;李东明;刘勇;;面向飞机自动化装配的机器人空间网格精度补偿方法研究[J];中国机械工程;2012年19期
9 杨建国;;数控机床误差补偿技术现状与展望[J];航空制造技术;2012年05期
10 张铁;戴孝亮;;基于距离误差的机器人运动学标定[J];华南理工大学学报(自然科学版);2011年11期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张晓平;六自由度关节型机器人参数标定方法与实验研究[D];华中科技大学;2013年
2 周炜;飞机自动化装配工业机器人精度补偿方法与实验研究[D];南京航空航天大学;2012年
3 任永杰;测量机器人本体标定技术研究[D];天津大学;2007年
4 王东署;工业机器人标定技术研究[D];东北大学;2006年
5 焦国太;机器人位姿误差的分析与综合[D];北京工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈亚丽;机器人自动钻铆系统离线任务规划方法研究[D];南京航空航天大学;2015年
2 李冬磊;飞机数字化柔性装配钻铆加工控制技术研究[D];南京航空航天大学;2015年
3 丁学亮;Staubli工业机器人标定算法和实验研究[D];浙江理工大学;2014年
4 张越;机器人运动学参数辨识及冗余参数研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
5 周卫雪;面向飞机装配的机器人运动轨迹和姿态离线规划与在线调整方法研究[D];南京航空航天大学;2012年
6 龚星如;六自由度工业机器人运动学标定的研究[D];南京航空航天大学;2012年
7 李保丰;六自由度空间机器人的工作空间分析与参数辨识[D];北京邮电大学;2011年
8 崔珊珊;遗传算法的一些改进及其应用[D];中国科学技术大学;2010年
9 夏天;工业机器人运动学标定及误差分析研究[D];上海交通大学;2009年
10 金芬;遗传算法在函数优化中的应用研究[D];苏州大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘思佳;李松林;石宏;;航空发动机转子柔性装配系统平台构型[J];沈阳航空航天大学学报;2015年06期
2 熊杰;杨东升;王允森;;遗传禁忌搜索算法在工业机器人结构参数辨识上的应用[J];组合机床与自动化加工技术;2015年12期
3 杜欣悦;;浅谈我国工业机器人技术现状与产业化发展[J];西部资源;2015年06期
4 刘萍;林国勇;王民权;孙千里;;基于FANUC用户宏程序的刀具磨损补偿问题研究[J];工具技术;2015年11期
5 齐飞;平雪良;刘洁;蒋毅;;关于工业机器人标定方法的研究[J];机床与液压;2015年21期
6 张晓龙;尹仕斌;任永杰;郭寅;杨凌辉;王一;;基于全局空间控制的高精度柔性视觉测量系统研究[J];红外与激光工程;2015年09期
7 梅中义;黄超;范玉青;;飞机数字化装配技术发展与展望[J];航空制造技术;2015年18期
8 杜亮;张铁;戴孝亮;;激光跟踪仪测量距离误差的机器人运动学参数补偿[J];红外与激光工程;2015年08期
9 党鹏飞;房立金;;一种五轴并联机床的机构参数分步辨识方法[J];中国机械工程;2015年12期
10 李冬磊;沈建新;田威;;标准关节机器人外部自动精确控制技术研究[J];航空制造技术;2015年13期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾远帆;基于空间相似性的工业机器人定位精度补偿技术研究[D];南京航空航天大学;2017年
2 杨守瑞;大型构件复杂曲面自动化测量方法与技术[D];天津大学;2017年
3 杜亮;六自由度工业机器人定位误差参数辨识及补偿方法的研究[D];华南理工大学;2016年
4 刘柏灵;基于在线位姿测控系统的工业机器人定位精度优化[D];天津大学;2016年
5 刘邈;高精度光学三维标示关键技术及应用研究[D];天津大学;2016年
6 尹仕斌;工业机器人定位误差分级补偿与精度维护方法研究[D];天津大学;2015年
7 李睿;机器人柔性制造系统的在线测量与控制补偿技术[D];天津大学;2014年
8 张晓平;六自由度关节型机器人参数标定方法与实验研究[D];华中科技大学;2013年
9 陈天飞;线结构光表面三维测量系统的标定技术研究[D];大连海事大学;2013年
10 周炜;飞机自动化装配工业机器人精度补偿方法与实验研究[D];南京航空航天大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 晁童;基于小生境遗传算法的定量关联规则算法研究[D];西安理工大学;2018年
2 孙远祥;低影响开发设施优化布局两阶段方法研究[D];安徽工业大学;2018年
3 李洪汉;一种可控工业机器人的动力学分析和运动学标定[D];广西大学;2018年
4 张松伟;基于ROS的四轴机械臂运动控制与视觉定位的研究[D];中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所);2018年
5 李易桐;基于MACD指标的沪金期货量化交易模型的参数优化研究[D];广西大学;2018年
6 宋训鹏;磨抛示教臂系统开发[D];吉林大学;2018年
7 王晨学;基于视觉辅助定位的机器人自标定技术研究[D];江南大学;2018年
8 李彤彤;海口市水资源优化配置及调度系统[D];华南理工大学;2018年
9 益加福;具有力反馈的脊柱手术机器人主从控制研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
10 高松岩;基于混合粒子群优化算法的波阻抗反演研究[D];东北石油大学;2018年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈钢;贾庆轩;李彤;孙汉旭;;基于误差模型的机器人运动学参数标定方法与实验[J];机器人;2012年06期
2 周炜;廖文和;田威;李东明;刘勇;;面向飞机自动化装配的机器人空间网格精度补偿方法研究[J];中国机械工程;2012年19期
3 张铁;戴孝亮;;基于距离误差的机器人运动学标定[J];华南理工大学学报(自然科学版);2011年11期
4 刘检华;;军工数字化装配技术[J];国防制造技术;2011年04期
5 王一;刘常杰;任永杰;叶声华;;工业坐标测量机器人定位误差补偿技术[J];机械工程学报;2011年15期
6 曲巍崴;董辉跃;柯映林;;机器人辅助飞机装配制孔中位姿精度补偿技术[J];航空学报;2011年10期
7 解则晓;辛少辉;李绪勇;徐尚;;基于单目视觉的机器人标定方法[J];机械工程学报;2011年05期
8 何锐波;赵英俊;韩奉林;杨曙年;杨叔子;;基于指数积公式的串联机构运动学参数辨识实验[J];机器人;2011年01期
9 吴宇刚;王炯槐;;HMC1000卧式加工中心按ISO230-6标准检测和G代码补偿[J];机械制造;2010年05期
10 除多;珠海英;任秀珍;巴顿;;一种基于GIS的气象要素空间插值方法[J];高原山地气象研究;2010年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 傅阳光;粒子群优化算法的改进及其在航迹规划中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
2 田野;粒子群优化算法及其应用研究[D];吉林大学;2010年
3 何锐波;基于指数积公式的串联机构运动学标定方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 王一;面向测量的多关节运动机构误差模型及标定技术研究[D];天津大学;2009年
5 王宇嘉;多目标粒子群优化算法的全局搜索策略研究[D];上海交通大学;2008年
6 张永贵;喷漆机器人若干关键技术研究[D];西安理工大学;2008年
7 李宁;粒子群优化算法的理论分析与应用研究[D];华中科技大学;2006年
8 王东署;工业机器人标定技术研究[D];东北大学;2006年
9 熊勇;粒子群优化算法的行为分析与应用实例[D];浙江大学;2005年
10 王斌锐;异构双腿行走机器人研究与开发[D];东北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪永元;工业机器人的系统分析与仿真研究[D];西南交通大学;2014年
2 袁杰;基于蚁群遗传混合智能算法求解TSP问题[D];长春工业大学;2014年
3 王胜训;蚁群算法的改进及TSP仿真研究[D];西安电子科技大学;2014年
4 石鑫;双机器人协同钻铆系统研究[D];浙江大学;2014年
5 谭成基;DirectUI框架开发与应用[D];华南理工大学;2013年
6 李立玉;基于模型定义的飞机结构件数控编程技术研究[D];南昌航空大学;2013年
7 戴孝亮;工业机器人运动学标定及刚度辨识的研究[D];华南理工大学;2013年
8 侯芙蓉;美国“再工业化”战略分析[D];吉林大学;2013年
9 林勇;基于特征的飞机结构件数控加工工艺研究[D];南京航空航天大学;2013年
10 戴家隆;飞机柔性装配自动化钻孔控制技术研究[D];南京航空航天大学;2013年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郭小宝;赵振;黄伟;贾志闻;;饮料生产线码垛机器人的设计原理[J];装备机械;2018年02期
2 许卫斌;平雪良;应再恩;杜永忠;李正洋;;6R型串联机器人工作空间快速求解方法[J];机械设计;2013年06期
3 段齐骏;机器人工作空间配置的可靠性规划[J];机械科学与技术;2004年02期
4 钟勇,朱建新;一种新的机器人工作空间求解方法[J];机床与液压;2004年04期
5 杨德荣,冯宗律;机器人工作空间快速可靠数值算法[J];机器人;1990年02期
6 王兴海,周迢;机器人工作空间的数值计算[J];机器人;1988年01期
7 徐礼钜,姚进;机器人尺度综合的一种方法[J];机器人;1988年02期
8 陈恳,林建亚,路甬祥;机器人的自适应控制系统[J];机器人;1988年03期
9 郭明,周国斌;多关节机器人工作空间的分析与评价方法[J];机器人;1988年04期
10 陈国欣,李诚琚;计算机绘图在机器人工作空间分析中的应用[J];机器人;1988年05期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 范守文;徐礼钜;;机器人工作空间分析的解析法[A];第十四届全国机构学学术研讨会暨第二届海峡两岸机构学学术交流会论文集[C];2004年
2 朱志明;马国锐;郭吉昌;刘晗;;基于蒙特卡洛法的箱型钢结构焊接机器人工作空间分析[A];第二十次全国焊接学术会议论文集[C];2015年
3 刘晓羽;徐斌;;一种基于智能方法井下路径规划研究[A];2016年第一届今日财富论坛论文集[C];2016年
4 喻宏波;王玉新;李乃华;;扫描体求解方法研究及其在机构设计中的应用[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
5 姚丽;陈杰;;一种适用于军事最优路径规划的方法[A];第二十一届中国控制会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁乐;黏性橡胶拆垛机器人轨迹优化及控制研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
2 牟宗高;面向狭小空间作业的超冗余机器人轨迹规划及控制研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
3 陈赛旋;协作机器人零力控制与碰撞检测技术研究[D];中国科学技术大学;2018年
4 曾远帆;基于空间相似性的工业机器人定位精度补偿技术研究[D];南京航空航天大学;2017年
5 陈首彦;机器人的切削加工模型及其控制方法研究[D];华南理工大学;2017年
6 史家顺;基于数字样机的3-TPS混联机器人设计与控制的研究[D];东北大学;2016年
7 徐涛;基于视觉注意机制的服务机器人深度感知方法研究[D];北京工业大学;2017年
8 王学雷;一种基于混联机构的割胶机器人运动控制技术研究[D];中国农业大学;2018年
9 周友行;凿岩机器人孔序规划的研究与实现[D];中南大学;2003年
10 张连东;基于微分几何学的机器人操作性能的研究[D];大连理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙佳涛;袋装水泥装车机器人结构优化设计的研究[D];华北理工大学;2018年
2 李石磊;下肢外骨骼机器人步态规划与控制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
3 江彬;模块化机器人结构设计及灵活度分析研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
4 孙栋;基于机器人的纤维缠绕CAD/CAM系统设计[D];哈尔滨理工大学;2018年
5 胡兆利;与MRI兼容的柔索驱动乳腺介入机器人设计与分析[D];哈尔滨理工大学;2018年
6 马晓航;面向椎板磨削手术的机器人路径规划与安全控制研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
7 贾明峰;基于机器视觉的机器人自动喷胶系统的研制与应用[D];华南理工大学;2018年
8 陈红杰;五星椅座打磨机器人关键技术研究[D];湖北工业大学;2018年
9 王璐;索杆混联结构风电叶片表面扫描机器人的设计与分析[D];河北大学;2018年
10 雷明伟;FR210R27001机器人样机试制研究[D];烟台大学;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026