【摘 要】
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共线加工生产线在进行产品自动化换产时,需要通过AGV实现夹具在立体仓库与机床转台之间的转运。由于需要较高的定位精度以实现夹具子盘与母盘的零点定位,故对AGV提出较高的定位精度要求（±3mm）。然而目前要实现该精度通常是在AGV上搭载小位移机构,如机械臂、伺服轴等,但这种方式不仅增加了AGV的自重,还增加了其成本。麦克纳姆轮式AGV由于定位精度高、转向灵活等特点被广泛应用于制造业中。因此,如何在不搭
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共线加工生产线在进行产品自动化换产时,需要通过AGV实现夹具在立体仓库与机床转台之间的转运。由于需要较高的定位精度以实现夹具子盘与母盘的零点定位,故对AGV提出较高的定位精度要求（±3mm）。然而目前要实现该精度通常是在AGV上搭载小位移机构,如机械臂、伺服轴等,但这种方式不仅增加了AGV的自重,还增加了其成本。麦克纳姆轮式AGV由于定位精度高、转向灵活等特点被广泛应用于制造业中。因此,如何在不搭载辅助定位机构的情况下实现麦克纳姆轮式AGV±3mm的定位精度,从而满足共线加工生产线换产的高精度要求是亟待解决的问题。针对上述问题,本文对麦克纳姆轮式AGV的理想运动学模型进行了误差分析,并结合相关实验对该模型进行了修正,有效地提高了其运动精度。在此基础上,本文提出了视觉定位补偿算法,开发了视觉定位补偿系统并开展实验以验证其有效性,实验结果表明:设计的视觉定位补偿系统可以将AGV的最终定位精度提高到（±3mm,±2mm,±0.1°）。本文的主要研究内容分为以下三个部分:（1）运动学模型误差分析建立麦克纳姆轮式AGV的理想运动学模型,并基于该模型对AGV进行运动误差分析,包括辊子偏置角、轮距与轴距、电机转速、减速器回转间隙以及辊子变形等。在误差分析的基础上提出辊子偏置角、轮距与轴距的修正方法,通过修正AGV理想运动学模型来提高其运动精度,同时误差分析也为后续的视觉定位补偿策略提供了理论指导。（2）视觉定位补偿系统搭建提出DM码位姿解算算法,获取AGV当前位姿与目标位姿的偏差;并设计了视觉定位补偿算法,搭建了视觉定位补偿系统,将AGV位姿偏差反馈给PLC控制器,从而驱动车体运动以实现AGV最终定位误差的补偿。（3）基于运动误差分析的视觉定位补偿系统工程应用根据运动误差分析提出的修正方法对AGV进行相关实验,从而修正其理想运动学模型,提高其运动精度。搭建了视觉定位补偿系统,提高了AGV的最终定位精度,并将其应用于上海交大智邦科技有限公司的汽车动力总成自动化生产线中。综上所述,本文对麦克纳姆轮式AGV的理想运动学模型进行了详细的运动误差分析,并有效地修正了运动学模型。然后将自主设计的视觉定位补偿算法成功地应用于上海交大智邦科技有限公司的AGV中,有效地提升了其最终定位精度。该方法不仅对汽车动力总成自动化生产线的柔性换产提供新的方法和技术指导,对高铁、飞机的制造与维修、航空航天器的运载与装配等高精度装配领域也具有借鉴意义。
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