预对准机与机械手相对坐标系标定

在对预对准机建模仿真的基础上,根据晶圆预对准的误差精度分析结果,利用误差转化的方法将预对准机自身误差转化成预对准机与机械手相对坐标系误差,从而实现预对准机自身与相对坐标系的综合标定。针对预对准机与机械手相对坐标系的标定提出了多种方法,并选取了适用于实际情况的方法进行了标定实验,验证了方法的有效性。这种综合标定方法弥补了现有实验条件的不足,避免了对不易标定参数的直接标定,简化了标定过程,提高了设备初始安装与调试的效率。     

同步带传动机械手的建模与振动控制研究

为了实现硅片在测试过程中的自动传输,设计了一种同步带传动的机械手.由于同步带的柔性,在运动的过程中不可避免的带来振动.为了得到平稳的运动,建立了同步带传动机械手的数学模型,从机械设计和控制算法两方面来抑制机械手的振动,并通过计算机仿真进行了验证.     

空间机械手模型参数在轨标定方法研究

为了在轨辨识空间机械手真实模型参数,该文分析了模型参数误差来源,提出了基于遗传算法的空间机械手模型参数在轨标定方法,设计了关节变量误差和DH参数误差两组仿真数据对该方法进行验证。仿真结果表明,该方法切实可行,能够比较准确地识别出模型参数误差,有效地更新机械手运动学模型。与传统标定方法相比,基于智能优化算法的标定方法更具有广泛性。     

基于多孔标定法的串联机器人运动学标定研究

针对串联机器人传统标定方法有缺陷,使机器人标定后运动精度仍旧存在较大误差的问题,对串联机器人进行了运动学标定方法的研究。在单孔标定法的基础上进行了优化改进,提出了一种基于多孔标定法的串联机器人运动学标定技术,通过MDH误差模型计算出机器人的定位误差,然后将误差值进行了补偿,从而提高了机器人的运动精度;搭建了标定平台,通过自制的多孔标定板和探针等工具对多孔标定法的标定效果进行了实验研究,详细记录了实验数据,并将实验数据进行了处理和综合分析。研究结果表明:多孔标定法对该类型串联机器人的标定作用明显,有效地提高了机器人的定位精度,标定前后机器人的运动误差减小了数倍;该方法对该类型机器人的运动参数学标定具有极大的现实作用和意义,为机器人的进一步研究和应用奠定了良好的基础。     

新型真空传输机械手设计研究

作为半导体行业的关键元件,晶圆对晶圆传输机械手的要求非常高。针对传统真空机械手在刚度、洁净度及寿命等方面的不足,提出一种新型连杆式真空传输机械手结构,可实现平面内任意直线轨迹规划运动,不仅结构简单,洁净度高,而且有效的提高了刚度及使用寿命。同时,根据真空传输机械手的结构建立其分析模型,推导运动学公式,对机械手驱动臂同步控制运动及电机同步控制精度进行了仿真分析,阐述了插值次数与运动精度之间的联系并优化得到最佳插值次数,为真空机械手机构的优化设计和平稳控制提供了理论基础。     

基于虚设运动副的并联机器人静态误差建模与标定

基于并联机器人影响系数和虚位移原理,以一般空间并联机器人为例,通过虚设运动副,提出一种并联机器人静态误差建模与分析的通用新方法。该方法用于确定各个原始加工装配误差源对并联机器人末端位姿的独立影响,具有物理意义明确、建模分析便捷等优势。在此基础上,基于虚设运动副建立了3-P(4S)并联机器人各误差映射矩阵,并对该机器人开展了静态误差标定实验研究。实验结果表明,基于该方法标定后,3-P(4S)并联机器人输出定位误差最大值由0.585mm减小到0.142mm,标定后机器人定位精度明显提高,从而验证了该方法的有效性。     

基于ARM的晶圆传输机械手示教系统软硬件设计

示教系统是用于晶圆传输真空机械手的重要组成部分,用来完成真空机械手的示教和参数设置。提出了真空机械手控制系统的总体框架,以AT9G45为核心设计示教系统硬件系统,包括微处理器模块、存储器模块、人机接口模块及通信接口模块。基于嵌入式Linux操作系统和Qt开发工具设计示教系统的人机交互界面及通信接口驱动。通过与机器人控制部分的连接调试验证了示教系统硬件设计和软件设计的可行性。     

基于改进IGG3权函数距离误差模型的工业机器人标定

在工业机器人的标定过程中,测量粗差数据会对标定结果精度产生影响,为此,提出了一种基于改进IGG3权函数距离误差模型的工业机器人标定方法,将改进的IGG3权函数最小二乘辨识算法用于工业机器人距离误差标定中,以进一步提高工业机器人的标定精度。以SR4C型工业机器人为研究对象,建立了机器人距离误差数学模型,进行了IGG3权函数最小二乘辨识算法的理论研究。构建了机器人标定实验系统,进行了基于改进IGG3权函数距离误差模型的工业机器人标定实验,实验结果表明,所提方法可有效减小粗差数据对标定精度的影响。该方法可用于工业机器人标定和校准领域,以提高工业机器人定位精度。     

2RPU/UPR+RP五自由度混联机器人参数标定研究

为了提高2RPU/UPR+RP过约束混联机器人在实际运用中的精度,达到生产实践的需求,对该机器人进行误差补偿研究。首先介绍了过约束混联机器人的运动原理,随后分析影响混联机器人末端精度的各项几何误差的来源,并对提高混联机器人精度的零点标定与全标定方法进行介绍。将混联机器人分为并联机构和单摆头两部分,分别对两部分进行零点标定和全标定理论研究,然后基于激光跟踪仪搭建了标定实验系统,得到了标定后的误差参数的真实值,补偿到运动学算法中。实验结果表明,本文提出的全标定和零点标定方法可以有效提高混联机器人的定位精度。     

一种腹腔镜手术机器人手术切口位置的标定方法

提出了一种标定患者手术切口位置相对机器人基础坐标系坐标的方法.在机器人小臂的下方安装两个不同倾角的激光源,通过几何关系间接获得患者切口的坐标,为机器人提供必要的腹腔镜姿态信息.利用MATLAB对标定系统误差及切口位置标定误差进行了分析,通过切口标定实验对标定方法及误差分析进行了验证.     

射频仿真中数控衰减器校准方法及其误差分析

研究了8位数控衰减器的控制码规律和校准方法,分析了校准控制码步长与校准误差的关系,得到校准误差随控制码步长螺旋上升的结论,该结论表明选取局部"凹点"处的校准步长产生的校准误差没有明显增加,既能兼顾校准精度又节省大量的校准时间;同时,分析了校准舍入误差,根据实测数据可知,8位数控衰减器校准舍入误差为0.12 dB,能够满足绝大部分应用需求。     

同步带传动纵向振动的分析

建立了同步带传动纵向振动的振动模型及相应的运动微分方程，导出了纵向自由振动的固有频率及当同步带轮有偏心时纵向振动的激励响应。     

基于标定板的协作机器人Denavit-Hartenberg参数标定研究

提出一种基于标定板的协作机器人Denavit-Hartenberg参数标定方法。应用这一方法,将协作机器人拖曳至标定板的不同位置,得到不同位置的位置偏差,构建协作机器人误差方程。应用Denavit-Hartenberg参数法建立协作机器人的误差模型,采用刚体微分运动方法对误差模型进行化简,并结合误差方程优化协作机器人的Denavit-Hartenberg参数。这一标定方法具有操作简便、通用性强的优点,通过试验验证了这一方法的有效性。     

利用正交位移测量系统进行六自由度并联机构参数标定

为了简化六自由度并联机构的参数标定过程,提高标定效率,降低标定成本,提出了基于正交位移测量系统的位姿测量装置及方法。首先,研究了该装置的位姿解算方法,利用空间解析几何的方法,求解其运动学正解与逆解。其次,利用微小位移合成法,建立了并联机构及正交位移测量系统组合体的误差模型。然后,基于误差模型,构建了组合体参数误差辨识的最优化问题数学模型,其中,传感器示值的平方和最小为目标函数,组合体的结构参数误差为设计变量。最后,利用正交位移测量系统对六自由度并联机构位姿进行测量,利用OASIS奥希思软件直接搜索出参数误差最优解,将其补偿到并联机构控制系统中,完成并联机构的参数标定。标定前后位姿误差对比表明:最大位置误差降低了58%~96%,最大姿态误差降低了92%~97%。利用正交位移测量系统进行并联机构参数标定,不仅可有效提升并联机构的定位精度,还可有效简化标定工作,提升标定效率,降低标定成本。     

一种结合 TCP 标定的深度相机手眼标定方法

手眼标定是机器人实现视觉引导下精准作业中的关键技术。传统手眼标定和机器人工具中心点(TCP)标定分开进行,存在较大累积误差,同时针对深度相机的手眼标定存在精度不足的缺点。本文提出了一种结合TCP标定过程同步标定深度相机手眼关系的新方法。方法基于深度相机观测和TCP标定相同的标定平面,相机坐标系下标定平面方程和机械臂坐标系下标定平面方程为对应关系,通过平面方程之间的变换来计算手眼关系。本文方法减少了TCP和手眼关系独立标定累积误差影响,节约标定时间和标定件成本。仿真和实测结果表明,本文方法提高了深度相机手眼标定精度,标定后实测位置误差平均为0.2 mm,为机器人视觉控制系统高精度作业所需标定提供了一种新的思路。     

十字形磁梯度张量系统的误差校正

针对十字形磁梯度张量系统中的单磁力仪误差(三轴灵敏度偏差、非正交误差和零点漂移误差)以及磁力仪之间存在的不对正误差,提出了十字形磁梯度张量系统的误差校正方法。首先,建立单磁力仪误差模型,采用基于椭球约束的最小二乘拟合算法对磁力仪的测量数据进行拟合从而得到椭球拟合参数;然后,接着利用Cholesky分解得到单磁力仪误差校正矩阵;最后在单磁力仪误差校正的基础上,利用正交Procrustes方法对不同磁力仪间的测量数据进行拟合从而得到磁力仪间的不对正误差校正矩阵。对提出的方法进行仿真与实测实验验证,实验结果表明:经过校正,磁梯度张量各分量的最大波动量由10 049nT/m降到52nT/m。提出的校正方法可以基本消除十字形磁梯度张量系统的误差,提高测量结果的准确度,且方法操作简单,不需要高精度的三轴无磁转台等设备,具有较高的实用价值。     

测力传感器分路校准改进方法的校准误差研究

在飞机结构强度试验中,测力传感器通常采用分路校准方法来检验其准确性,为了减少试验中更换校准电阻的工作量,提出了一种测力传感器分路校准改进方法,并在试验中得到验证。本文以该改进方法为基础,对该方法的校准误差进行深入研究,理论推导出校准电阻与校准误差的关系,进而确定了更换校准电阻导致校准误差变化的趋势和范围,并通过试验验证了理论分析结论的正确,为验证该改进方法的准确性和可行性提供了重要理论依据,对该改进方法在飞机结构强度试验中的应用有参考指导意义。     

基于两步修正法的 MEMS 三轴陀螺仪标定方法

针对目前三轴陀螺仪标定存在依赖于昂贵的转台设备或标定参数不完全的问题,本文提出了一种了基于两步修正法的MEMS三轴陀螺仪标定方法。该方法首先使用六位置法对加速度计12参数模型、三轴陀螺仪比例因子、三轴陀螺仪静态零偏进行标定补偿,然后对三轴陀螺仪非正交误差模型建模,进行系统级标定。两步修正法可实现在无精密设备条件下快速准确的对各项误差进行辨识,获得良好的标定效果。仿真实验表明,本文算法所获得的非正交误差均值接近1%,标准差小于0.1%;比例因子误差均值小于0.14%,标准差小于0.004%,且具有很好的一致性。实际实验表明,65 s纯惯性导航姿态更新结果中,该标定方法的俯仰角误差精度可以达到0.624°,横滚角误差精度可以达到0.67°。     

基于单拉线编码器测量系统的几何标定及精度分析

提出一种基于单拉线编码器测量系统的几何误差标定方法,通过在测量系统引入被测点位姿参数建立位姿求解模型,基于闭环矢量链建立测量系统误差辨识模型,采用最小二乘法对几何误差参数进行辨识。验证实例表明,标定后测量系统中几何参数最大绝对误差只有1×10^-8 μm,从而证明标定算法的有效性与高精度。进一步分析测量系统中动滑轮圆周度和转轴角度误差,拉线弹性变形,拉线编码器误差对测量系统精度的影响。分析结果表明,当拉线编码器的测量误差为0.0046 mm,动滑轮的转轴误差为0.1°时,最优标定点数目为35个,测量系统的测量误差最大为0.037 mm。