工業(yè)機(jī)器人有哪些誤差，需要做哪些校準(zhǔn)？ |
粗略的，可以把機(jī)器人用到的模型分為兩個(gè)大類即運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型，因此誤差也可按此劃分：
加工誤差會(huì)導(dǎo)致：
機(jī)器人關(guān)節(jié)間的連桿長(zhǎng)度不準(zhǔn)；
配合面不精確造成某些設(shè)計(jì)為0的參數(shù)變成非零；
機(jī)械公差：受限于機(jī)床加工精度及加工成本，機(jī)械部件在設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)留有公差，這些公差可能會(huì)在裝配導(dǎo)致：
關(guān)節(jié)理論軸線與實(shí)際軸線不符；
相鄰連桿/結(jié)構(gòu)之間的相對(duì)位置與設(shè)計(jì)發(fā)生偏差；
零點(diǎn)誤差：大小主要取決于零點(diǎn)標(biāo)定算法，零點(diǎn)不準(zhǔn)會(huì)造成控制器用來運(yùn)算的理論模型與實(shí)際機(jī)器人位置不符，計(jì)算的結(jié)果也就不準(zhǔn)確了。
減速器回差：主要在關(guān)節(jié)反向的時(shí)候影響**定位精度，而對(duì)于重復(fù)定位精度基本沒有影響，并且小型機(jī)器人中普遍采用的Harmonic Drive號(hào)稱zero backlash，要求不高的話可以暫不考慮。
減速比誤差：指的是減速器的實(shí)際減速比與廠商標(biāo)稱的有微小差異，感興趣的同學(xué)可以設(shè)計(jì)個(gè)簡(jiǎn)單裝置實(shí)測(cè)一下，電機(jī)可能需要轉(zhuǎn)到1000000圈這個(gè)量級(jí)。
標(biāo)定誤差：指的是機(jī)器人在使用過程中涉及到的相機(jī)標(biāo)定（手眼標(biāo)定），工具標(biāo)定，工件標(biāo)定等等，受限于簡(jiǎn)陋的標(biāo)定裝置及精簡(jiǎn)的標(biāo)定過程，實(shí)際上**的誤差往往來自于這個(gè)方面。
以上的運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差辨識(shí)有非常多的相關(guān)研究，主要工作在工程實(shí)現(xiàn)以及平衡成本、精度和易用性之間的關(guān)系，不再贅述。
動(dòng)力學(xué)方面，質(zhì)量、質(zhì)心、慣量張量屬于剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)的范疇，有關(guān)其參數(shù)辨識(shí)的方面研究也很充分。
摩擦力是個(gè)棘手的問題，主要用到的是靜摩擦，庫(kù)倫摩擦和粘滯摩擦，簡(jiǎn)單點(diǎn)搞就放一個(gè)線性或二階模型，復(fù)雜一些可考慮stribeck，再?gòu)?fù)雜的就沒接觸過了，主要是一個(gè)漫長(zhǎng)的tune&test過程，并且每臺(tái)機(jī)器人都不一樣。
靜摩擦的話，只有電機(jī)端位置傳感器的話無法判斷其方向，需要關(guān)節(jié)端傳感器，要增加成本。
要求更高的場(chǎng)合就不能只考慮剛體動(dòng)力學(xué)了，也要考慮一些關(guān)節(jié)和連桿的柔性，主要也是采用辨識(shí)的方法，區(qū)別在于模型的復(fù)雜度如何設(shè)置。
動(dòng)力學(xué)參數(shù)的誤差會(huì)極大影響Feedforward、Gravity Compensation和Compliance Control的效果，如果做動(dòng)力學(xué)相關(guān)工作，則需要考慮辨識(shí)及補(bǔ)償以上誤差。
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