工业机器人在各产业得到愈加广泛深入的应用和发展。通过更换机器人末端工具来实现不同的作业需求,而机器人工具坐标系标定影响机器人运动准确性和作业效率。离线编程技术的推广使用也对机器人定位精度提出了更高要求。本文首先阐述机器人运动学基础,运用D-H模型和通用运动链模型建立机器人各关节坐标系。在此基础上推导机器人正向运动学方程,获得工具坐标系在基坐标系下的表达并介绍机器人工具坐标系标定的方法和步骤。影响机器人定位精度的因素有很多,其中几何参数误差是定位误差的主要来源。标定机器人运动学模型可以修正机器人关节几何参数,从而有效提升机器人定位精度。在机器人运动学模型的基础上利用雅克比矩阵获得机器人误差参数模型,采用最小二乘法求在Matlab软件下编写程序,求出误差模型中误差参数大小。基于先进的激光跟踪仪设计实验方案以获得机器人名义位置和实际位置之差。为了减少测量本身对机器人定位精度的影响,建立虚拟末端执行器坐标系。将机器人末端位置误差作为输入,通过Matlab程序求解误差模型中各关节参数误差大小,在机器人控制器中对运动学参数进行误差补偿,分析D-H模型下二次迭代的算法收敛速度和效果,比较D-H误差模型和通用运动链误差模型下的标定结果。对标定后机器人工作空间内位置误差进行测量和分析,实验表明标定方案能够显著地提升机器人定位精度,验证整个标定方法的有效性。