该文结合国家自然科学重点基金(No.59635160)资助的项目,针对九自由度弧焊机器人子系统,为实现在弧焊过程中操作机和变位机的高精度运动和高精度定位而设计一套有效且简便的标定系统.在对现有的机器人运动学模型分析的基础上,该文对工业机器人实际几何参数识别理论进行了深入的研究.针对现有的DH模型的不足,采用了5个参数的修正的DH(MDH)运动学模型,并应用微分变换的建模方法建立了机器人的机构误差模型,推导出适用于开链结构的工业机器人实际几何参数识别的全部公式,最后,基于MatLab软件了计算机数字模拟.在标定理论的研究中,对机器人末端杆件位置和姿态的测量是必不可少的.该文对现有的各种测量系统和设备进行了分析,并结合实验室的条件,采用了计算机视觉测量的方案.在利用摄像机进行测量前,首先要对拍摄的图像进行必要的处理,该文根据实际情况,分析了各种因素,分别进行了滤波、Sobel边缘提取、二值化、质心确定等处理过程.文中详细分析了带有透镜径向一阶畸变的摄像机成像模型,介绍了利用径向排列约束(RAC)条件及几何关系建立的数学模型,最后利用最小二乘法和牛顿迭代优化算法分两步计算出摄像机的内部和外部的精确参数.由于对摄像机参数标定非常全面,其外部参数可以用来计算出空间两个坐标系间相对关系的三维信息,所以可以采用单部摄像机和一个参考坐标对机器人末端位姿进行测量.