[發明專利]一種機器人與變位機位姿關系的標定方法

有效

• 申請號: 201711126685.4
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN109773774B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 王廣炎;劉正勇;何烽光
• 申請（專利權）人: 合肥欣奕華智能機器有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 賈瑩

本申請實施例提供一種機器人與變位機位姿關系的標定方法，涉及工業制造領域，解決了標定過程中，變位機制造精度被忽略的問題。該標定方法包括：分別控制變位機的傾斜軸和旋轉軸旋轉至多個待測位置，操作機器人跟蹤標記物，并記錄標記物在各個待測位置處的TCP坐標；根據多個TCP坐標，分別獲得傾斜軸中心線以及旋轉軸中心線在機器人坐標系的位置和方向向量；當所述傾斜軸旋轉至零位時，所述旋轉軸中心線位于基準位置處，獲得此時傾斜軸中心線與所述旋轉軸中心線之間的公垂線段；根據傾斜軸中心線、基準位置處的旋轉軸中心線以及公垂線段，獲得變位機坐標系中各坐標軸的方向向量、變位機坐標系原點在機器人坐標系的坐標。該標定方法用于實現機器人與變位機的協調運動。

技術領域

本發明涉及工業制造領域，尤其涉及一種機器人與變位機位姿關系的標定方法。

背景技術

隨著制造業向高精度、高效率的方向不斷發展，工業機器人在制造業的應用越來越廣泛。對于一臺工業機器人而言，其有效工作空間和容許空間受到運動學約束的限制，因此需要利用變位機等輔助設備來提供冗余自由度，以達到拓展工業機器人工作空間的目的。

在生產過程中，需要確定變位機相對于工業機器人的位置，以達到工業機器人與變位機高效協調運動的目的。然而，現有技術中，采用的機器人與變位機位姿關系的標定方法忽略了變位機自身的制造誤差，因此會降低標定過程的精度，從而不利于保證協同運動的精度和質量。

發明內容

本發明的實施例提供一種機器人與變位機位姿關系的標定方法，解決了標定過程中，變位機制作精度被忽略的問題。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

本申請實施例的一方面，提供一種機器人與變位機位姿關系的標定方法，包括：分別控制所述變位機的傾斜軸和旋轉軸旋轉至多個待測位置，并記錄安裝于所述變位機上的標記物在各個所述待測位置處的TCP坐標；根據多個所述TCP坐標，分別獲得所述傾斜軸中心線在機器人坐標系的位置和方向向量以及所述旋轉軸中心線在機器人坐標系的位置和方向向量；

當所述傾斜軸旋轉至零位時，所述旋轉軸中心線位于基準位置處，獲得此時傾斜軸中心線與所述旋轉軸中心線之間的公垂線段；

根據所述傾斜軸中心線、所述基準位置處的旋轉軸中心線以及所述公垂線段，獲得變位機坐標系中各坐標軸的方向向量、所述變位機坐標系原點在機器人坐標系的坐標；

獲得所述傾斜軸中心線在機器人坐標系的位置和方向向量的方法包括：

步驟一、控制所述變位機僅繞傾斜軸旋轉至多個第一待測位置，操作所述機器人跟蹤所述標記物，并記錄所述標記物在每個所述第一待測位置的第一TCP坐標；

步驟二、由多個所述第一TCP坐標擬合出所述傾斜軸中心線的位置和方向向量；

獲得所述旋轉軸中心線在機器人坐標系的位置和方向向量的方法包括：

步驟三、控制所述變位機僅繞旋轉軸旋轉到多個第二待測位置，操作所述機器人跟蹤所述標記物，并記錄所述標記物在每個所述第二待測位置的第二TCP坐標；

步驟四、由多個所述第二TCP坐標擬合出所述旋轉軸中心線的位置和方向向量；

獲得所述變位機坐標系中各坐標軸的方向向量的方法包括：

將執行所述步驟一至所述步驟二后，得到的所述傾斜軸中心線的位置和方向向量作為所述變位機坐標系中的Y軸的位置和方向向量；

或者，多次重復所述步驟一至所述步驟二，獲得多條所述傾斜軸中心線的位置和方向向量；對獲得的多條所述傾斜軸中心線的方向向量單位化后求平均值，并將多條所述傾斜軸中心線的單位方向向量的平均值作為所述Y軸的單位方向向量；并根據多條所述傾斜軸中心線的位置得出所述Y軸的位置；