现今工业机器人存在重复定位精度高,绝对定位精度较低的问题,阻碍了其在工业中的发展与普及,因此提高绝对定位精度具有至关重要的现实意义。现有的研究方法有测量过程复杂、测量设备昂贵、标定精度偏低等不足。针对以上问题,提出了一种基于球心距约束的工业机器人运动学参数标定方法,可以使机器人绝对定位精度得到有效提高,并能够简化标定过程、减少标定成本。本文主要以六轴串联工业机器人为研究对象展开运行学参数的标定,主要内容和结论如下:首先,根据工业机器人的齐次坐标变换原理,研究了两种运动学建模方法。针对D-H模型在平行关节存在奇异性的问题,结合MDH建模方法对FANUC LR Mate 200i D工业机器人建立了运动学模型,得到关于机器人关节角与末端位姿运动关系的表达式,对所建立模型进行仿真验证;其次,基于运动学模型对机器人的正逆运动学进行推导,并为后面参数辨识和误差补偿提供理论基础。分析引起工业机器人末端误差的原因,提出了基于两个标准球的距离误差模型,推导出标定的误差方程;然后,对误差方程中存在的冗余运动学参数进行研究,将影响参数辨识的冗余参数去除后得到了18项可辨识的运动学参数。使用最小二乘法和Levenberg-Marquardt算法两种辨识算法将冗余参数对标定结果的影响进行仿真分析,对比仿真结果可知去除冗余参数后标定效果更好;最后,搭建了标定的实验系统,使用去冗后的误差模型对上述两种辨识算法分别进行标定实验。通过比较两种算法标定实验前后球心距误差的评价指标,得到使用Levenberg-Marquardt辨识算法的球心距最大偏差减少了71.28%,平均偏差减少了73.58%,均方根偏差减少了75.76%,相比最小二乘辨识算法,L-M辨识算法能够更有效地提高机器人绝对定位精度。