串联机器人的广泛应用推动了现代工业的快速发展,目前市场上串联机器人的绝对定位精度、重复定位精度表现优良,而其轨迹精度较差。作为多输入输出、时变耦合的复杂机电系统,串联机器人的轨迹精度研究有待深入。本文以六自由度串联机器人LR20为实验对象,旨在对造成轨迹误差的误差源进行系统分析,对轨迹误差进行实验研究。本文首先介绍了轨迹精度的国内外研究现状,总结了末端轨迹精度的影响因素。在建立LR20机器人运动学模型的基础上,进行了正运动学和逆运动学推导,其满足Piper条件,逆解有实根。对造成末端轨迹误差的诸多误差源进行了分类,以结构参数误差为主的静态误差源,可通过结构参数辨识来消除其导致的轨迹误差,并通过激光跟踪仪对LR20机器人进行了参数辨识以及Matlab数值仿真进行了有效验证。机器人运动中产生的柔性误差和传动装置、伺服系统、控制系统产生的关节转角误差构成的动态误差源,对末端轨迹产生相互交织的复杂影响。通过关节力矩监测实验,验证了关节驱动力矩和耦合力矩对结构参数的影响。响应时间实验和大臂偏移量实验则综合验证了这些动态误差源对末端轨迹精度的重要影响。为了对LR20机器人末端轨迹误差进行实验研究,搭建了激光跟踪仪测量系统;建立了轨迹误差的动态模型,在对动、静态误差源分析的基础上推导了误差源的线性模型。依据机器人国标确定了最大试验立方体的位置以及理论轨迹与实验轨迹的误差求解方法。对不同速度、负载下的典型轨迹误差进行了实验测量,结果表明:随着速度增大,动态误差源影响越大,轨迹精度也越差,而负载对轨迹精度无显著影响。通过分别测量实验立方体中12条直线和圆弧的轨迹误差,完成LR20机器人的轨迹精度评定。根据误差源的分析和评定结果,提高串联机器人的轨迹精度,要着力减小各动态误差源的影响。