随着我国经济的高速发展,工业机器人作为一种高智能精密设备,在智能制造领域充当着越来越重要的角色,在汽车制造工业、军工国防、高端设备智能制造、航空航天等领域都有着广泛的应用。随着工业机器人使用时间的增加,电机会出现损耗,机械结构会发生形变,甚至出现无法恢复的塑性变形,这些因素将直接导致工业机器人运行中末端定位精度下降。为了保证工业机器人末端定位精度,必须对工业机器人运动学参数进行标定和补偿。本文研究了运动学微分误差模型,优化了辨识雅可比矩阵奇异值分解的算法效率,达到了几何参数误差的识别和补偿的效果;同时针对温度升高造成工业机器人机械结构形变,进而影响末端定位精度的问题,提出了误差补偿方案,构建了温度传感器布局模型,最终实现了温度变化下的末端定位误差补偿,提高了工业机器人末端定位精度。本文具体研究工作如下:(1)分析了工业机器人基本数学模型。面向6自由度工业机器人,在工业机器人M-DH模型基础上,详细分析了运动学微分误差模型,并明确了可辨识参数,分析比较了不同变化顺序方法下(ZX类与XZ类)坐标变换模型的差异性,并引入沿Y轴的平移距离参数完善运动学模型。同时结合极坐标与笛卡尔坐标系的变换,详细介绍了激光跟踪仪测量系统。(2)构建了面向工业机器人的运动学微分误差模型。建立运动学微分误差模型,引入空间距离量值参与计算,规避了坐标系的转换矩阵引入的转换误差。通过多个空间点的实验,开展了空间距离模型下的运动学微分误差算法的计算,补偿了机器人运动学参数,达到了提高工业机器人末端定位精度的效果。(3)研究了运动学误差补偿的算法。采用Matlab语言编写补偿算法,对采集的实验数据进行处理和分析,同时优化了辨识雅可比矩阵的奇异值分解算法,引入了SVD优化迭代计算模型,完成了算法架构,绘制了补偿前后标定点图表,构建了数据处理流程,提高了整体计算的效率,使计算拥有了更高的稳定性。(4)开展了温度误差补偿实验。根据运动学微分误差模型,进行工业机器人单轴运动实验,通过温度传感器记录机体温度变化,辨识出需要补偿的几何参数值。构建了温度传感器布局模型,达到了工业机器人温度误差补偿的效果,验证了补偿前后对末端定位精度的影响。同时结合温度变化数据,分析了机体热源来源。