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基于视觉测量的XY-Theta并联平台分步运动学标定
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH113[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]华南理工大学广东省精密装备与制造技术重点实验室,广州510640
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(863计划,2012AA050302)、粤港关键领域重点突破(东莞专项2012205122)和国家杰出青年科学基金(50825504)资助项目.
中文摘要:

针对一种用于丝网印刷的平面3自由度(Three—degree.of-freedom,3-DOF)并联平台,提出一种基于视觉测量的分步递进的运动学标定方法,解决这类特殊平面并联平台的运动学标定问题。结合矢量法和解析法,建立终端位置和姿态误差与几何误差之间的映射关系,得到误差雅可比矩阵。兼顾测量成本和实用性,搭建双相机全位姿视觉测量系统,通过高精度光刻玻璃进行标定。基于精密视觉测量,对并联平台的重复定位精度进行评估,在此基础上,设计一种分步递进的误差测量、参数辨识、误差补偿试验方案。标定后,终端最大位置误差从标定前的316μm下降至9μm,最大姿态误差从标定前的3.5×10^-3°降至1.7×10^-3°,该试验结果表明并联平台的终端定位精度得到了显著改善,验证了分步递进的运动标定方法的有效性。

英文摘要:

A step and gradual kinematic calibration method using vision-based metrology is proposed for a three-degree-of-freedom (3-DOF) planar parallel stage for screen printing, and it solves the kinematic calibration problem of this class of special planar parallel alignment stages. The mapping relationship between the errors of position and orientation and the errors of geometrical parameters is derived by a combination of vector method and analytical method. The Jacobian matrix is obtained. The vision-based and full-pose measuring device including two cameras is set up by taking into account both measurement costs and applicability, and the device is calibrated by a high accuracy lithography glass-board. By using precision vision-based metrology, based on the repeatability of the parallel alignment stage, a step and gradual kinematic calibration including step measurement, step identification and step compensation is designed. After calibration, the maximum position and orientation errors are reduced from 316 μm and 3.5×10-3° to 9 μm and 1.7×10-3°, respectively. The results show that the positioning accuracy after calibration is significantly improved and verify the effectiveness of the step and gradual kinematic calibration method.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603