以工业机器人为载体的集成化系统是现代工业自动化的一个重要发展方向。随着工业机器人应用的拓展和深入,离线编程技术已经成为机器人广泛应用的支撑。工业机器人具有较高的重复定位精度,而绝对定位精度往往较低不足以满足离线编程的应用需求。因此,研究如何提高机器人绝对定位精度成为了扩展机器人应用的关键问题。本文结合六自由度工业机器人的结构,对机器人误差因素进行综合分析,以激光跟踪仪作为测量系统,制定详细的运动学标定方法提高工业机器人的绝对定位精度。本文主要研究内容如下:⑴分析了连杆坐标系转换关系,求解了机器人基于D-H模型的运动学正解,采用Piper法求解了机器人运动学逆解,并在运动学分析的基础上建立了机器人定位误差模型。⑵分析了各参数误差对机器人定位精度的影响,建立了机器人自重柔度误差模型,研究了耦合机器人柔度的定位误差模型,研究了Levenberg-Marquardt算法解决机器人参数误差最优化问题的求解方法,制定了以笛卡尔补偿法进行位置修正,并通过仿真验证了上述方法的可行性。⑶分别研究了基于误差相似度的均匀采样点和基于可观测度的随机采样点两种采样点规划方法,并对比了两种方法各自的优劣。⑷对提出的机器人标定方法和采样点选取方法进行了试验研究,结果表明经过标定后,机器人末端的绝对位置精度达到0.3 mm,验证了该标定模型和采样点规划方法的可行性和有效性。