کالیبراسیون مستقیم کینماتیکی یک ربات صنعتی با تاکید بر پارامترهای هندسی
Abstract
دقت یک ربات صنعتی با میزان توانایی آن در موقعیت دهی ابزار متصل به دست ربات به یک نقطه مشخص از فضای کاری تعیین می شود. بدلیل عدم دقت در تعیین ضرایب مدل کنترلر و نیز مسائلی که در حین ساخت و بکارگیری رباتها پدید می آید موقعیت واقعی دست ربات با موقعیت محاسبه شده از مدل تفاوت دارد که این تفاوت بصورت خطا در موقعیت دهی ربات ظاهر خواهد شد. هدف از کالیبراسیون ربات اصلاح خطاهای این مدل جهت کسب موقعیت دهی مطلوب از رباتها است و می توان گفت مسئله اساسی در کالیبراسیون رباتها انطباق مدل نامی کنترلر و ربات واقعی است . در این پروژه کالیبراسیون مستقیم رباتها با شناسایی پارامترهای هندسی که شامل سه مرحله اساسی مدلسازی کینماتیک ، اندازه گیری و تخمین پارامترها است بکار گرفته شده است . در برنامه ریزی مدلسازی از مدل دناویت هارتنبرگ اصلاح شده (تلفیقی از مدل dh و حیاتی) برای دستیابی به ویژگیهای تام بودن و تناسب استفاده شد. این مدل فقط شامل پارامترهای هندسی مانند طول و آفست بازوهغا برای رباتهای با مفاصل تمام دورانی می باشد. نرم افزاری به زبان turbo c++ نوشته شد که با گرفتن مدل نامی ربات و داده های آزمایش عملی کالیبراسیون (مجموعه زوایای مفاصل و داده های اندازه گیری) مدل کالیبره شده ربات را تولید می کند. از روشهای تخمین کمترین مربعات خطی استاندارد و روش تخمین مستقیم برای برنامه ریزی تخمین پارامترها استفاده شده است . ابتدا طراحی پلان یک آزمایش عملی کالیبراسیون ربات با سیستم اندازه گیری دو دوربین تئودولیت انجام گرفت ولی پیاده سازی طرح بدلیل عدم تامین تجهیزات عملی نشد. در نهایت فرآیند کالیبراسیون مستقیم رباتها روی یک ربات سه درجه آزادی شبیه سازی شد. خطاهای ربات با یک منحنی سینوسی حول یک مسیر خطی برنامه ریزی شده شبیه سازی شد و برای شناسایی پارامترها از روش تخمین مستقیم استفاده شد. پس از انجام تخمینهای مکرر و مقایسه نتایج و تنظیم نهایی الگوریتم تخمین، مدل کالیبره شده ربات استخراج و مورد ارزیابی قرار گرفت . نتایج حاصله از شبیه سازی کاهش در خطای rms از 8.6424mm به 5.0320mm را نشان می دهد.