分析機器人離線編程誤差來源

　　隨著機器人應用領域越來越廣，傳統的示教編程這種編程手段有些場合變得效率非常低下，于是離線編程應運而生，并且應用越來越普及。但初用離線編程的朋友，總會被最后生成軌跡的誤差所困惑，而導致這些誤差的原因，包括前幾期談到的TCP、工件較準，還有另一個，那就是機器人絕對定位誤差。
　　下面我們就總結一下離線編程中誤差的來源以及如何使這些誤差最小化。
　　【誤差來源一：TCP測量誤差】
　　首先就要說說TCP了，想必看過小萌文章的伙伴們對此都不陌生了。TCP就是工具中心點，如果機器人工作連自己拿著的工具的中心點都找不到在哪里，可想而知這個誤差有多大。所以我們就要對TCP進行測量，測量后我們要將誤差控制在認可范圍內，然后對其測量結果進行驗證，可以在固定點處進行重定位操作，檢驗機器人在固定點處進行多姿態運動時是否在規定誤差范圍之內。
　　
　　這就對離線編程軟件提出了要求，在離線編程軟件中，可以輸入測量的真實TCP，這些必備功能，在像RobotArt，RobotMaster這些國內外一線品牌中，都是基礎功能。
　　【誤差來源二：工件幾何與定位誤差】
　　其次就是工件誤差了，有兩方面：
　　一方面是工件模型的誤差，本質是要保證離線編程環境中的虛擬模型尺寸與真實世界中是完全一樣的。所以需要提高工件的精度以減少因工件本身而產生的誤差。
　　另一個就是工件位置的誤差。以國內的離線編程軟件RobotArt為例，軟件中提供的“工件校準”功能，就是為了消除這個誤差。通過三點法做過的工件校準，能滿足基本的精度要求。對于高精度的應用情況，為了減少工件位置的誤差我們可以不僅僅只測三個點，我們可以測量工件上的多個點這樣同樣也可以進一步減小誤差。這個功能RobotArt比RobotMaster做的好用多了，為國產軟件點個贊！
　　
　　【誤差來源三：機器人裝配與絕對定位誤差】
　　最后就是機器人誤差了，也有兩個方面：
　　一方面是機器人本身在加工與裝配過程中所產生的誤差，這就導致了最后生成出來的機器人，與其設計時的DH參數不可能完全一樣，正如世界上沒有兩片完全一樣的樹葉，世界上也沒有兩個完全一樣的機器人。
　　另一方面就是機器人絕對定位誤差。所有機器人廠家都沒有跟你講過的一個事實。在各大機器人公開的標稱參數中，都是重復定位精度，可以達到0.05mm，或者0.02mm，但不會有一家提供絕對定位精度的。絕對精度就是指實際值與理論值的一致程度。我們控制讓機器人移動到每個目標點，機器人實際到達點與目標點之間存在著一定的距離誤差。比如下圖中，我們給定相同的坐標X，Y，Z，讓機器人三次以不同的姿態指向它，結果竟是這樣不靠譜，讓當年年少的小萌對機器人的崇拜之心碎了一地。但情況其實并沒有那么糟，這種絕對誤差只有在機器人極限的姿態下才會比較大，而舒服的姿態時，誤差相對比較小，而且也是因“人”而異。
　　
　　在RobotArt離線編程軟件中，對這個問題做了“遷就”，就是在軌跡優化時，會盡量把軌跡姿態優化到“舒服”的位置，同時提供了二次定位的方法來充份利用重復定位精度等手段，來盡量消除這方面的誤差。下圖是RobotArt的軌跡優化功能，通過調整軌跡分析曲線，讓軌跡分析工線越平滑，機器人的姿態就越“舒服”，由機器人本體產生的絕對定位誤差就越小。
　　通過消除以上三方面的誤差來源，可以使離線編程的精度大大提高，從而可以使機器人很好的應用于打磨、去毛刺、切割、噴涂等復雜軌跡領域。作為國內第一品牌商業化機器人離線編程軟件的RobotArt，正式推出后，徹底打破了國外軟件壟斷的局面，大大降低了國內機器人應用的成本，同時為國內機器人應用提供了更好的服務。我們期待國人能夠做出更多類似RobotArt這樣優秀的機器人離線編程軟件。