提高工业机器人的绝对定位精度是队制造业的自动化生产具有重要意义,过低的绝对定位精度不仅会影响工业产品的生产质量,而且会影响自动化生产线的工作效率。目前市场上普遍利用激光跟踪仪对工业机器人的空间定位精度进行校正,但是由于激光跟踪仪的价格昂贵,难以在企业生产中普及。因此,在精度满足工业生产要求的前提下,激光跟踪仪成本的控制对其在制造业的普及化具有重要意义。针对此问题,课题组研制了一款测量价格便宜的空间坐标测量装置,即被动式激光跟踪测量系统。本文对被动式激光跟踪测量系统进行详细概述,其在主动式激光跟踪仪的二维转台基础上,采用双层导轨式的伸缩机构代替复杂的跟踪控制系统,配合激光干涉仪实现径向距离的测量。被动式激光跟踪测量系统基于球坐标原理进行测量,测量过程中由被测目标牵引其进行运动,并同时对被测量目标的空间坐标进行测量。与激光跟踪仪相比,被动式激光跟踪测量系统的测量原理简单,且成本得到有效控制。为了提高被动式激光跟踪测量系统的精度,基于齐次坐标变换方法建立了被动式激光跟踪测量系统的几何误差模型,基于BP神经网络方法对残余误差进行学习建立了测量系统的非几何误差模型。对几何误差模型中的各项误差参数设计了测量实验:基于激光准直原理对伸缩机构的直线度误差进行测量;采用回转激光法对二维转台的轴系误差进行测量;采用正倒镜法对伸缩机构的轴系误差进行测量;基于余弦定理对伸缩机构的初始长度进行标定。最后在精密二维运动平台上完成了测量系统重复性以及模型补偿效果验证实验:实验结果表明,被动式激光跟踪测量系统对多点重复测量的标准差小于4.4μm,经几何误差模型和非几何误差模型补偿后,被动式激光跟踪测量系统的比对残差从339.1μm降低到34.7μm,补偿效果为89.8%。