机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (9): 42-51.doi: 10.3901/JME.260406
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张海峰1, 韩广超2, 叶伟1, 李秦川1
ZHANG Haifeng1, HAN Guangchao2, YE Wei1, LI Qinchuan1
摘要: 在精密加工制造领域,精度问题一直是五轴混联机器人面临的主要挑战之一。鉴于其结构内误差传递途径的广泛性与多样性,构建精确的整体误差模型显得尤为艰巨。针对这一难题,提出了一种五轴混联机器人的运动学标定方法。首先,将五轴混联机器人分解为刀具运动链和工件运动链,以减少相互之间的干扰和误差传递。其次,对包含并联机器人的刀具运动链构建闭环矢量方程,并对其进行微分摄动获取误差模型。通过引入一个辅助测量装置对并联机器人末端进行全位姿测量,由于末端位置/姿态误差具有各向异性,导致辨识结果不准确。为解决该问题,引入加权矩阵建立具有各向同性残差的辨识方程,从而提高辨识精度。而后,对工件运动链进行误差分析和建模,并将误差源分解为运动误差和零位误差,分别通过标定和对刀流程进行补偿。最后,通过标定以及试件加工实验验证了所提标定算法的有效性。结果表明,通过上述方法对刀具运动链和工件运动链进行运动学标定,可以有效地提高机床的运动精度和稳定性,从而满足制造领域对高精度加工的需求。
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