晶圆传输机器人标定技术研究

为了提高高速高精度晶圆传输机器人的定位精度,建立了精度分析和运动学标定为一体的精度保障体系.针对机器人的特点,建立了误差模型,分析了各结构几何参数误差源的灵敏度,提出了结合几何误差迭代法和基于运动学逆解的非线性参数辨识的分步标定方法,对其进行了标定,并对几何结构参数进行了误差补偿.仿真分析以及实验证明:机器人定位误差达到0.07mm,有效地提高了机器人末端的定位精度.     

转台误差对MEMS陀螺标定的影响分析

MEMS陀螺是导航系统中的关键元器件,提高其精度对提升导航系统性能具有重要意义.基于多体系统建立三轴转台误差模型,根据转台运动机理分析得到三轴转台的各类几何误差项及运动误差项,然后阐述陀螺标定原理,推导出MEMS陀螺标定全参数误差模型,测量出转台各项误差参数值.在此基础上进行速率标定实验,分别求得加入转台误差项参数和不加转台误差项参数时得到的MEMS陀螺误差系数,对比得到两者差值,根据此误差值可以对在不考虑转台误差项参数时得到的MEMS陀螺误差系数进行校正以提高精度.实际工程应用中,可以通过建立MEMS陀螺标定全参数误差模型修正转台误差以提高MEMS陀螺精度,从而提升惯性导航系统性能.     

基于点球约束的七自由度机器人误差建模与参数辨识

自动化装配对于机器人绝对定位精度提出了更高的要求,由于各种误差因素的影响,机器人理论位姿和实际位姿总是存在着一定的误差,若绝对定位精度过低,容易导致装配过程中零部件之间发生碰撞,严重影响着装配机器人的应用与推广。标定技术是提高定位精度的主要手段,误差建模、数据测量、参数辨识是标定与误差补偿过程中的重要环节。为此,提出了一种基于点球约束的机器人误差建模与参数识别方法：1)通过在机器人末端安装的六维力传感器反馈末端受力情况控制机器人以多种姿态使标定锥与靶标球球面重合,记录接触时各关节的位置数据;2)以靶标球球体半径为适应度函数,利用遗传算法辨识误差参数,从而建立完整的误差补偿模型。以自主研制的七自由度装配机器人为研究对象,针对装配机器人的结构特点,由正向递推建立机器人的正运动学方程,应用固定关节法与反变换法获得机器人逆运动学方程;基于D-H模型,建立机器人的运动学误差模型,在理论研究中,预设定误差参数与位姿变换矩阵,通过牛顿迭代法获取了关节变量值,将关节变量值代入正运动学方程进行验证,利用遗传算法进辨识误差参数,将辨识结果代入运动学模型中进行验证,机器人定位精度得到明显提高。通过实验,采用点球式标定方法采集机器人关节数据,应用遗传算法辨识误差参数,将所求得的误差参数代入误差模型中进行实验,绝对定位精度提升了76.74%,验证了基于点球约束的机器人误差建模与参数识别方法的有效性,为多自由度机器人标定研究提供有益参考。     

多个不同精度摄像机的协同标定

针对成像性能不同的多个摄像机,提出了一种协同标定算法。算法主要由预处理数据和协同标定组成。预处理数据利用二分法快速找出错误特征点,并删除;协同标定使得一个精度高或观察点好的摄像机能帮助精度低或观察点不好的摄像机消除误差大的数据,提高标定精度,并对协同标定作了误差分析。实验表明,所提出的多个摄像协同标定算法适应性强,当数据组足够时可以明显消除外部实验环境给标定算法带来的误差。     

基于误差与抗干扰优化的中频强磁场测量仪设计

通过对中频强磁场空间点测量工况分析和信号处理电路误差计算,找出了产生误差的主要因素.为提高测量仪的精度、实时性和抗干扰能力,采用软硬件相结合优化方法,在信号调理电路中,合理配置前后级的放大倍数和相关电阻以及采用高精度运放,可以大大减少小信号放大引起的误差.采用两种硬件措施和独特平均值滤波方法可以有效抑制信号干扰.通过最小二乘法优化数据拟合参数,进一步减少了整流滤波和程控放大电路引起的误差,整体提高测量仪器性能.对优化后测量仪实验测试结果表明：测量误差小于±1.5%,一致性误差小于1%,测量的实时性也得到提高,取得了较好效果.     

基于机器视觉刀具几何参数检测算法与误差分析

为解决航空整体结构件数控加工过程中因换刀频繁而导致刀具出错的问题,提出一种连通域外接矩形的刀具几何参数检测算法,开发基于机器视觉的刀具几何参数在位快速检测系统。采用工业相机、双远心镜头等采集刀具图像,利用MATLAB软件对刀具图像进行灰度变换、二值化等预处理,详细分析连通域标记算法和外接矩形算法的处理过程。结果表明,基于机器视觉的刀具几何参数在位快速检测系统的直径误差小于0.01 mm,悬长误差小于0.08 mm、响应速度快、测量精度高和抗噪性强。     

改进粒子群算法的工业机器人几何参数标定

针对传统粒子群(PSO)算法在解决工业机器人几何误差标定问题中存在的收敛速度慢的缺点,提出了一种基于两段式的动态粒子群算法(LDPSO-BT)。用Denavit-Hartenberg方法建立工业机器人的误差模型,将几何误差标定问题转换成对高维非线性方程的求解;对粒子群数目进行线性递减,同时针对算法求解过程中粒子数目线性递减的特点,在改进粒子群算法迭代后期采用改进的搜索模式,对传统粒子群的速度迭代公式进行改进;仿真实验对比了工业机器人几何误差标定前与标定后两种算法的末端定位精度。实验结果表明:在采用粒子群算法辨识工业机器人实际几何参数的过程中,粒子群数目对算法的迭代时间有重要影响,通过线性递减的方式减少粒子群的粒子数目可以有效地减少工业机器人几何误差标定时间,同时在粒子群算法迭代后期采用改进的速度迭代公式可以确保收敛精度。与传统粒子群算法相比,使用改进后的粒子群算法,不仅可以有效减少工业机器人的定位误差,而且还拥有更高效的迭代效率。     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一。本文基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系，提出几何误差的控制方法。基于刀具与工件的五维包络运动分析，对五轴联动加工中影响较大的非线性误差进行较为严格的计算，提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差。对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析，并提出有效控制几何误差的方法和措施。文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算，已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中，在满足精度要求下，加工叶片的效率有明显的提高，表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差。     

某姿态测量系统标定用转台指向误差补偿

为提高某姿态测量系统的标定精度,对其标定设备三轴转台的指向误差补偿方法进行研究.分析了影响指向误差的因素;基于多体系统运动学基本原理,阐述了转台系统拓扑结构的低序体阵列,并推导出相邻两体间的低序算子;进而建立关于转台三个回转轴线平均线夹角的指向误差模型;通过仿真研究了各误差项对指向误差的影响规律;最后介绍了误差模型参数的测量方法.误差补偿实验验证了方法的有效性和可行性.     

某姿态测量系统标定用转台指向误差补偿

为了提高某姿态测量系统的标定精度,研究了其标定设备三轴转台的指向误差补偿方法。分析了影响指向误差的因素;基于多体系统运动学基本原理,阐述了转台系统拓扑结构的低序体阵列;推导了相邻两体间的低序算子;进而建立了关于转台三个回转轴线平均线夹角的指向误差模型;通过仿真结果研究了各误差项对指向误差的影响规律;最后介绍了误差模型参数的测量方法。误差补偿实验验证了方法的有效性和可行性。     

一种便携式多功能测量仪

介绍用８０９８单片机为核心组成的便携式多功能测量仪。该仪器采用模块式插入技术实现了多功能测量，利用软件修正误差技术提高了仪器的测量准确度，使之具有较高的性能价格比，特别是高频电压实现了数字化测量，且通过频响误差修正达到了较高的准确度。该仪器的研制成功对设计制造具有中国特色的电子测量仪器有一定的参考价值。     

Calibration of parallel kinematics machine using generalized distance error model

This paper focus on the accuracy enhancement of parallel kinematics machine through kinematics calibration. In the calibration processing, well-structured identification Jacobian matrix construction and end-effector position and orientation measurement are two main difficulties. In this paper, the identification Jacobian matrix is constructed easily by numerical calculation utilizing the unit virtual velocity method. The generalized distance errors model is presented for avoiding measuring the position and orientation directly which is difficult to be measured. At last, a measurement tool is given for acquiring the data points in the calibration processing. Experimental studies confirmed the effectiveness of method. It is also shown in the paper that the proposed approach can be applied to other typed parallel manipulators.     

变螺距螺纹曲面的精密测量

诱导轮是由变螺距螺纹曲面组成的另件，用于航天火箭装置，它的几何形体复杂，一般机械方法难以加工。为提高诱导轮加工精度，必需解决变螺距误差的精密测量问题。本文作者探索在万能工具显微镜上用间接测量方法测量变螺距误差并进行精度估算。测量误差小于±５μｍ。为线切割加工诱导轮提供了可靠的数据。     

千分尺零位校准时常见问题及解决办法

指出了在钳工生产实习教学中,学生在量具使用中容易出现的问题,而教材中对千分尺校准及简单维修又无具体案例介绍,作者通过研究摸索提出了解决千分尺零位校准问题的简单有效办法。     

聚晶金刚石切槽刀的研制

本文针对发动机活塞材料的改变，其可加工性下降，以往硬质合金切槽刀已不能满足要求的问题，研制了聚晶金刚石切槽刀，使加工效率提高二倍，加工成本降低62％，并且提高了加工精度。本文既探讨了刀具的制作，又探讨了刀具的检测。     

影像处理刀具测量仪的软件补偿

绝对零点的选择对误差的分析和补偿有重要的作用,通过对DJCLY92B自身特点分析,选择出一个合适的位置作为绝对零点,并以此为基础,按照自订的方法进行系统的标定。标定过程是采用离散点计数的方式进行,而在整个产品软件补偿的工作中不能仅仅通过离散点的补偿而达到测量系统的误差补偿。因此,采用三次样条的方法对标定过程中的离散点进行插值计算,把离散点"联成"连续变量,从而使DJCLY92B测量软件的补偿过程易程序化。实验验证了此方法效果很好,经过"标定—补偿—再标定—再补偿"的步骤后,完全可达到产品既定的精度要求,并总结作为DJCLY92B的标准供后续产品使用。     

等基圆锥齿轮加工刀具轨迹的研究

利用计算机模拟数控加工等基圆锥齿轮，分析走刀轨迹，给出刀具和轮坯的相对运动关系数学模型．在实验室按照上述理论模型控制刀具轨迹进行实际加工，与计算机模拟加工结果相吻合，充分证明该理论模型的正确性．该方法可用于数控编程进行实际加工，它对完善这种新型齿轮加工技术具有重要意义．     

ZYSGD─89型抽油机井综合测试计算机

抽油机井参数测量是油井管理和施工的关键环节．本文介绍一种用于抽油机井多种参数测量的便携式测试仪的设计思想，采用微处理器为核心，软硬件都针对实际测试要求专门设计，具有结构合理、测试速度高、功能齐全、操作简单、体积小、成本低、工作可靠等特点．     

硬质合金刀片切削性能的实验研究

对硬质合金刀片的切削性能进行了实验研究,分别对常规磨削和经精磨后的数控刀片在切削加工中的磨损情况进行了对比。实验证明,在同样切削参数条件下,利用精磨后的数控刀片进行切削加工,不仅提高了加工精度,而且降低了刀片的磨损速度,延长了刀片的使用寿命,从而节省了刀片的购置费用。     

基于三轴线性插补的的裁剪跟随方法

针对多层自动裁床片式裁刀的运动控制，提出了一种新型的裁刀跟随算法，通过普通运动控制器的三轴线性插补功能来实现任意二维曲线的插补跟随. 先将曲线按照精度要求离散为直线段，然后将裁片轨迹划分为若干直线组成的节段，以刀片围绕刀尖点的旋转运动实现节段内直线间的转接. 该算法重点考虑刀具形状参数的影响，过剪量可控. 误差分析和实验表明，该算法有效可行. 与已有的技术相比，具有插补跟随精度高，实现成本低的特点.