Calibration of a serial robot using a laser tracker

Résumé

La performance en positionnement d’un robot industriel ABB IRB 1600-6/1.45 a été étudiée avec un système de laser de poursuite (« laser tracker »). En faisant l’analyse axe par axe, on trouve que les axes 2, 3 et 6 ont un comportement non géométrique. Un modèle à 34 paramètres d’erreur a été utilisé pour modéliser le robot réel. Ce modèle d’erreur tient en compte les défauts géométriques de fabrication ainsi que quatre paramètres d’erreur concernant la rigidité (provenant des axes 2 et 3) et quatre autres paramètres d’erreur pour modéliser le comportement non linéaire du sixième axe avec une série de Fourier de deuxième ordre. L’algorithme d’optimisation non linéaire Nelder-Mead a été utilisé pour trouver les paramètres d’erreur qui correspondent aux mesures prises du robot. Une fois les 34 paramètres identifiés, on ne peut pas appliquer une solution algébrique pour calculer la cinématique inverse du modèle à 34 paramètres d’erreur. On propose une solution numérique itérative à la cinématique inverse. Au maximum trois itérations sont nécessaires pour obtenir les angles des moteurs correspondants à une pose de l’outil. Pour comparer la précision entre le modèle nominal et le modèle corrigé (à 34 paramètres d’erreur) on a fait des tests similaires à ceux proposés dans la norme ISO 9283. La validation de l’amélioration de la précision absolue est faite avec de nombreuses mesures. Pour le modèle à 34 paramètres, l’erreur de position moyenne/maximale est réduite de 0.979 mm / 2.326 mm à seulement 0.329 mm / 0.916 mm (vérification faite avec environ 1000 mesures arbitraires), avec une charge de l’outil de 6 kg (soit, le maximum), pour huit points sur l’outil et pour tout l’espace de travail du robot (ou presque, car il y avait quelques obstacles proches du robot à éviter). On a fait des analyses avec l’erreur attendue, qui permettent de « prévalider » les modèles sans devoir prendre plus de mesures. On trouve que cette « prévalidation » est proche à la validation réelle.

Date	15 juil. 2011
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ilian Bonev (Directeur(-trice))