【摘 要】
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在多机器人协同加工系统中,要实现机械臂之间的协调作业,首先需要确定各个机器人基座坐标系相对工位以及其它机器人的位置关系,针对这一工业应用场景,本文提出了一种基于视觉的6自由度机械臂基坐标系标定方法。以UR5机械臂为研究对象,进行了基于标准D-H参数法的位置分析,在此基础上推导了机械臂的运动学正解和逆解,对机械臂的工作空间进行了分析,并使用MATLAB对机械臂进行了仿真分析。针对标准D-H模型在误差
【基金项目】
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广东省重点研发计划“智能机器人与装备制造”专项--机器人多机协同与智能控制技术（项目编号:2019B090915001）；
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在多机器人协同加工系统中,要实现机械臂之间的协调作业,首先需要确定各个机器人基座坐标系相对工位以及其它机器人的位置关系,针对这一工业应用场景,本文提出了一种基于视觉的6自由度机械臂基坐标系标定方法。以UR5机械臂为研究对象,进行了基于标准D-H参数法的位置分析,在此基础上推导了机械臂的运动学正解和逆解,对机械臂的工作空间进行了分析,并使用MATLAB对机械臂进行了仿真分析。针对标准D-H模型在误差分析中的缺点,采用修正的D-H模型对机械臂中特定关节的位姿进行描述,推导了各个关节的两连杆之间的位姿误差,进而得到机械臂末端位姿误差模型。在此基础上分析了机械臂的误差敏感因素,并对误差模型进行了仿真分析。通过进行相机相对于安装在机械臂末端的靶标的标定,可获取靶标相对于相机坐标系的位姿,结合由机械臂的运动学正解得到的机械臂末端相对于基坐标系的位姿,通过解标定方程AX=ZB的方式,计算得到基座坐标系相对于相机坐标系的位姿关系。依次对多机协作系统的所有机械臂进行标定,即可获得任意两个机械臂基座坐标系之间的位姿关系。通过MATLAB和ROS对标定方法进行了仿真,证明了该方法的有效性。使用两台UR5机械臂和CMOS数字相机搭建了实验平台,使用所提出的方法进行标定实验,结果表明了方法的有效性,达到了课题的要求,且通过对实验结果的分析表明增加标定过程中测量的位姿数可以有效地提高标定的精度。
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