Delta형 병렬로봇의 기구학적 보정 연구 = Study on the Kinematic Calibration of a Delta-type Parallel Robot
저자
발행사항
창원 : 경남대학교 대학원, 2015
학위논문사항
학위논문(석사)-- 경남대학교 대학원 : 첨단공학과 2016. 2
발행연도
2015
작성언어
한국어
주제어
발행국(도시)
경상남도
형태사항
53 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김한성
소장기관
Recently, Delta high-speed parallel robot are widely used in 3~4 DOF SCARA robot applications and as mechanisms of 3D printers. Currently, high accuracy as well as repeatability are required for industrial robots, since offline path planning, machine vision, and 3D printer need high precision.
In this study, kinematic modeling and kinematic analysis of a Delta parallel robot for the kinematic calibration are performed. General kinematic error modeling of a Delta parallel robot is presented. However, simplified error model including only main kinematic error parameters is derived in the practical aspects, which yields an analytical forward kinematic solution.
Ball-bar with 50 mm stroke is developed for the kinematic calibration of a Delta parallel robot. The measurement methods constructing tetrahedron geometry for position measurements and 3-3 type parallel mechanism one for pose measurements are presented.
The kinematic calibration algorithm consisting of the optimization method to minimize the error between the measured and calculated values is presented. In the proposed method, experiments on the kinematic calibration and compensation of a Delta parallel robot prototype are performed.
최근 Delta형 고속 병렬로봇이 3~4자유도 SCARA 응용분야 및 3D 프린터 메커니즘으로 많이 사용되고 있다. 현재 산업용 로봇은 오프라인 경로계획 및 머신비젼 등의 사용으로 반복정밀도 뿐만 아니라 높은 정확도가 요구되고 3D 프린터 또한 작업물의 높은 정확도가 요구되는 분야이다.
본 연구에서는 Delta형 병렬로봇에 대한 기구학적 보정을 위하여 기구학적 모델링 및 기구학 해석을 수행하였다. 병렬로봇에 대한 일반적인 기구학적 오차모델링을 제시하였다. 그러나 일반적인 오차모델링은 정기구학의 해석적인 해가 불가능하므로 실용적인 측면에서 엔드이펙터의 오차에 영향이 큰 오차요인만을 포함한 단순화한 오차모델링 방법을 제시하고 이는 정기구학의 해석적인 해가 존재함을 제시하였다.
병렬로봇의 기구학적 보정을 위하여 일정량(50mm)의 스트로크를 가지는 볼바를 개발하고 이를 이용하여 사면체를 구성한 위치측정방법과 3-3형 병렬기구 형상을 구성한 위치/자세측정방법을 제시하였다.
위치 측정값과 위치 계산 값의 오차를 최소화하는 최적화방법으로 구성된 기구학적 보정알고리즘을 제시하였다. 이러한 방법으로 결정된 오차벡터를 제어기에 반영하는 기구학적 보상실험을 수행하였다.
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