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提高工業機器人軌跡精度很大的一部分原因就是為了滿足現階段國產機器人的發展需求。

在2018年之前，國產工業機器人主要的集中于搬運、上下料、分揀、焊接等應用領域，國產機器人主要是點到點的運動方式，對工業機器人軌跡運動要求不高，能夠滿足當時的客戶需求。

但是到了2018年，根據中國機器人產業聯盟發布的數據，由于國產機器人在搬運、上下料等應用領域的準確切入，使得2013-2017年都保持著較快的增長，直到2018年，國產機器人銷量增率出現首次下滑。

2013—2018年中國工業機器人市場銷量情況

雖然國產廠家也可以生產多關節工業機器人，特別是六軸工業機器人，但由于缺乏核心技術以及核心零部件，在穩定性、精度、使用壽命和故障率等方面與以“四大家族”為代表的國外品牌相比還有較大差距，技術實力的不足制約了國產機器人在高端領域的應用。

為了進一步搶占市場，提升企業的競爭力，國產工業機器人諸多廠家意識到，除了要擴大國產機器人產量，提高企業產能，還要提升國產機器人的性能，如穩定性、精度、可靠性等。于是，部分企業加大研發投入，探索關鍵技術研發模式，通過與高校、科研院所等多種方式的合作，使產品逐漸向中高端應用領域邁進，如：激光切割、精密點膠、液晶搬運等。

工業機器人在中高端應用領域主要有以下要求：1）能夠按照復雜軌跡運行并要求軌跡精度；2）本體剛性要強，運行過程中無抖動；3）運行節拍要快，同時加減速平穩；4）有些場合還要考慮負載變化對運行過程的影響。所以隨著社會的發展和需求的提高，提高工業機器人的軌跡精度刻不容緩！

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影響工業機器人軌跡精度的因素

影響機器人軌跡精度的因素包括與機器人運動學模型相關的誤差、與機器人動力學模型相關的誤差和負載導致的誤差三個方面。其中負載導致的誤差也可歸于運動學或者動力學中，下面我們從運動學和動力學模型兩個方面進行介紹。

1、常用的機器人運動學模型——D-H模型

Denavit-Hartenberg（D-H）模型表示了對機器人連桿和關節進行建模的一種非常簡單的方法，可用于任何機器人構型，也可以用于表示在任何坐標中的變換。機器人的每個連桿可以用四個運動學參數來描述，其中兩個參數用于描述連桿本身，另外兩個參數用于描述連桿之間的連接關系。其四個參數是：

連桿長度：兩個關節的軸（旋轉關節的旋轉軸， 平移關節的平移軸） 之間的公共法線長度；

連桿扭轉：一個關節的軸相對于另一個關節的軸繞它們的公共法線旋轉的角度；

連桿偏移：一個關節與下一個關節的公共法線和它與上一個關節的公共法線沿這個關節軸的距離；

關節轉角：一個關節與下一個關節的公共法線和它與上一個關節的公共法線繞這個關節軸的轉角。

建模步驟是：


變換矩陣為：

按照D-H法進行建模，影響誤差的因素有：機器人基座點位置、機器人Home點、關節轉角偏移、關節齒輪間隙、關節減速比和耦合比、關節軸平行度、連桿長度、機器人TCP中心點精度、機器人各軸自重。

2、機器人動力學模型

機器人動力學問題分為正向和逆向動力學問題。

正向動力學問題是已知機器人各關節的驅動力或力矩，求解機器人各關節的位移、速度、加速度。

逆向動力學問題是已知各關節的位移、速度和加速度（即已知關節空間的軌跡或末端執行器在笛卡爾空間的軌跡），通過慣性力、離心力、科氏力、粘摩擦力、靜摩擦力、重力或者外力，求解關節驅動力或力矩。

動力學方程一般是兩種形式：
歐拉-拉格朗日運動方程：對于任何機械系統，拉格朗日函數L定義為系統總的動能K與總的勢能P之差，即L=K-P。這里，L是拉格朗日算子，K是動能，P是勢能。下式中Ek表示動能，Ep表示勢能。

牛頓-歐拉方程：剛體的運動是質心的平動和繞質心的轉動的合成，其中，質心的平動用牛頓方程表示，繞質心的轉動用歐拉方程描述。下式中：表示加速度，表示角加速度，N是力矩，是質心參考系，為參照的剛體慣性張量。