[發(fā)明專利]機(jī)器人工具中心點(diǎn)的視覺校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110223735.7
• 申請(qǐng)日: 2011-08-05
• 公開（公告）號(hào): CN102909728A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱隆恩;付淑君;趙剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): B25J19/00
• 分類號(hào): B25J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)器人的校正方法，尤其涉及一種工業(yè)機(jī)器人工具中心點(diǎn)(Tool?Center?Point，以下簡稱TCP)的視覺校正方法。

背景技術(shù)

機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，例如自動(dòng)裝配、焊接等。通過在機(jī)器人末端安裝不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（例如刀具或治具）來完成各種作業(yè)任務(wù)，而末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確度直接影響著機(jī)器人的操作精度。即機(jī)器人工具坐標(biāo)系中TCP的準(zhǔn)確度成為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作的重要指標(biāo)。

在安裝末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)后，通常需要知道TCP相對(duì)于基礎(chǔ)工具坐標(biāo)系的準(zhǔn)確坐標(biāo)值。然而，由于人工裝配末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)、機(jī)器人本身結(jié)構(gòu)或是機(jī)器人自定義的工具坐標(biāo)系都會(huì)存在有一定誤差，導(dǎo)致機(jī)器人TCP存在一定誤差。利用人工手動(dòng)進(jìn)行修正時(shí)，比較費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且誤差比較大。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述內(nèi)容，有必要提供一種校正精確度高且校正簡單的機(jī)器人的TCP視覺校正方法。

一種機(jī)器人工具中心點(diǎn)的視覺校正方法，用于準(zhǔn)確確定機(jī)器人末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工具中心點(diǎn)的實(shí)際位置，機(jī)器人還包括驅(qū)動(dòng)末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的控制器，機(jī)器人建立有基礎(chǔ)工具坐標(biāo)系，包括以下步驟:A、在機(jī)器人的實(shí)際TCP位置附近設(shè)立預(yù)估TCP，以預(yù)估TCP為原點(diǎn)建立預(yù)估工具坐標(biāo)系，預(yù)估TCP位置為P₀，實(shí)際TCP位置為P₁；B、使視覺鏡頭拍攝實(shí)際TCP，將視覺鏡頭拍攝的畫面建立一個(gè)視覺坐標(biāo)系，視覺鏡頭拍攝后，實(shí)際TCP位置P₁在視覺坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為P₁'；C、得到視覺坐標(biāo)系和預(yù)估工具坐標(biāo)系的縮放比例；D、控制器控制該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)繞預(yù)估工具坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸N₁旋轉(zhuǎn)角度???????????????????????????????????????????????₁，得到實(shí)際TCP位置的坐標(biāo)變?yōu)镻₂，視覺鏡頭拍攝后，實(shí)際TCP位置在視覺坐標(biāo)系中的坐標(biāo)變?yōu)镻₂'；E、控制器控制該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)繞預(yù)估工具坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸N₂旋轉(zhuǎn)角度₂，坐標(biāo)軸N₁與坐標(biāo)軸N₂為不同坐標(biāo)軸，得到實(shí)際TCP位置的坐標(biāo)變?yōu)镻₃，視覺鏡頭拍攝后，實(shí)際TCP位置在視覺坐標(biāo)系中的坐標(biāo)變?yōu)镻₃'；F、利用旋轉(zhuǎn)的角度₁、₂，視覺坐標(biāo)系和預(yù)估工具坐標(biāo)系的縮放比例，以及末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)₁、₂后，實(shí)際工具中心點(diǎn)位置在視覺坐標(biāo)系中移動(dòng)的距離計(jì)算出預(yù)估工具中心點(diǎn)位置P₀和實(shí)際工具中心點(diǎn)位置P₁之間的偏差，將計(jì)算出的偏差與允許偏差范圍最大值相比較，若偏差小于或等于允許偏差范圍最大值則完成坐標(biāo)校正，若偏差大于允許偏差范圍的最大值，則進(jìn)行步驟G；G、修改控制器中預(yù)估工具中心點(diǎn)的參數(shù)，使預(yù)估工具中心點(diǎn)補(bǔ)償該偏差距離，將修改后的預(yù)估工具中心點(diǎn)設(shè)為新的預(yù)估工具中心點(diǎn)，重復(fù)步驟A~F直至完成坐標(biāo)校正。

上述視覺校正方法，由于設(shè)定一個(gè)預(yù)估TCP位置，建立預(yù)估工具坐標(biāo)系，設(shè)機(jī)器人末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的TCP位置為實(shí)際TCP位置，通過控制器控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)繞預(yù)估TCP位置坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)，且通過視覺鏡頭記錄實(shí)際TCP位置繞預(yù)估TCP位置坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)后視覺坐標(biāo)系中移動(dòng)后的坐標(biāo)，得出預(yù)估TCP位置和實(shí)際TCP位置之間的偏差距離，通過控制器修改預(yù)估TCP參數(shù)，使預(yù)估TCP補(bǔ)償該偏差距離，將修改后的預(yù)估TCP設(shè)為新的預(yù)估TCP，并重復(fù)校正動(dòng)作，直到末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際TCP位置與預(yù)估TCP位置之間的偏差達(dá)到允許偏差范圍。利用該視覺校正坐標(biāo)方法，經(jīng)過多次校正后，校正精度較高，且校正方法簡單，校正容易實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1是具有本發(fā)明實(shí)施方式的機(jī)器人視覺校正方法的流程圖。

圖2是圖1所示機(jī)器人視覺校正方法的立體示意圖。

圖3是圖2所示機(jī)器人局部放大圖。

圖4是圖1所示機(jī)器人視覺校正方法中測(cè)縮放比例時(shí)的坐標(biāo)示意圖。

圖5是圖1所示機(jī)器人視覺校正方法中TCP繞Z_G軸旋轉(zhuǎn)180°時(shí)的坐標(biāo)示意圖。

圖6是圖1所示機(jī)器人視覺校正方法中TCP繞Z_G軸旋轉(zhuǎn)90°時(shí)的坐標(biāo)示意圖。