[發(fā)明專利]一種機械手末端工具標(biāo)定的控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711384831.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107953333B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李東;張彥陽;田勁東;田勇
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

本發(fā)明公開了一種機械手末端工具標(biāo)定的控制方法，其包括以下步驟：系統(tǒng)控制機械手運動并確保標(biāo)志點位于拍攝視野內(nèi)，系統(tǒng)記錄下所述機械手法蘭盤的位姿P₁及所述標(biāo)志點所在的空間位置；系統(tǒng)控制所述機械手繞第一空間軸旋轉(zhuǎn)θ1角，并移動所述機械手，使得所述標(biāo)志點的中心返回至所述標(biāo)志點原來所在的空間位置P₀，系統(tǒng)記錄此時機械手法蘭盤的位姿P₂；系統(tǒng)控制所述機械手繞第二空間軸旋轉(zhuǎn)θ2角，記錄所述標(biāo)志點在拍攝視野內(nèi)的像素坐標(biāo)(u1，v1)；并移動所述機械手，使得所述標(biāo)志點的中心返回至所述標(biāo)志點原來所在的空間位置P₀；以及一種機械手末端工具標(biāo)定的控制系統(tǒng)。本方案標(biāo)定結(jié)果穩(wěn)定，無人為誤差，廣泛應(yīng)用于機械手控制領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機械手控制領(lǐng)域，具體為機械手末端工具標(biāo)定的控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)化的不斷深入，工業(yè)機器人在世界范圍內(nèi)得到快速發(fā)展與推廣應(yīng)用。工業(yè)機器人在使用過程中還面臨一些亟待解決的問題，其中一個比較關(guān)鍵的問題是工具標(biāo)定問題。工具是固定安裝在工業(yè)機器人機械臂末端法蘭盤上的特殊部件，例如吸盤、焊槍、夾具等裝置，為方便工具的使用以及路徑規(guī)劃需要在工具上建立工具坐標(biāo)系，工具坐標(biāo)系的原點被稱為工具中心點TCP(Tool Center Point)，例如吸盤中心、焊槍焊口。工具標(biāo)定是為了獲得工具中心點與機械手末端法蘭盤之間的偏移關(guān)系。傳統(tǒng)工具標(biāo)定需要操作員按照機器人指示做出幾個特殊的姿態(tài)，但是此方法不僅操作復(fù)雜還引入了人工誤差。工具標(biāo)定引入的誤差會直接導(dǎo)致機器人在制造過程中的良品率降低，甚至引發(fā)安全事故。

現(xiàn)有的常用方法有三種，第一種是利用空間坐標(biāo)儀、自動經(jīng)緯儀、坐標(biāo)測量機等高精度空間測量設(shè)備直接獲得工具中心點與機械手法蘭盤之間的相對位置關(guān)系。第二種是利用機械手工具末端保持同一位置在空間中做出特定的一組姿勢，從而獲得工具中心點到機械手法蘭面之間的相對位置關(guān)系。第三種是利用一些測量傳感器比如激光、位置傳感器配合機械手做一些姿態(tài)求解算出工具參數(shù)。第一種方法雖然精度高但是所需要的設(shè)備昂貴且操作復(fù)雜。第二種雖然無需外部設(shè)備也可比較精確的獲得工具的參數(shù)，但對機械手操作人員要求苛刻，效率低下，且會引入人為的誤差。第三種方式雖然在一定程度上簡化了標(biāo)定過程，操作相對復(fù)雜而且存在對安裝方式的精度要求較高、需要的外部設(shè)備通用性不高等缺點；且在第二種第三種方案中均存在求解工具z方向結(jié)果時操作復(fù)雜，精度低的問題。

綜上，該技術(shù)有必要進行改進。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種機械手末端工具標(biāo)定的控制方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種機械手末端工具標(biāo)定的控制方法，其包括以下步驟：

系統(tǒng)控制機械手運動并確保標(biāo)志點位于拍攝視野內(nèi)，系統(tǒng)記錄下所述機械手法蘭盤的位姿P₁及所述標(biāo)志點所在的(u0，v0)空間位置P₀；

系統(tǒng)控制所述機械手繞第一空間軸旋轉(zhuǎn)θ1角，并移動所述機械手，使得所述標(biāo)志點的中心返回至所述標(biāo)志點原來所在的空間位置P₀，系統(tǒng)記錄此時機械手法蘭盤的位姿P₂；

系統(tǒng)控制所述機械手繞第二空間軸旋轉(zhuǎn)θ2角，記錄所述標(biāo)志點在拍攝視野內(nèi)的像素坐標(biāo)(u1，v1)；系統(tǒng)記錄此時機械手法蘭盤的位姿P₃；

系統(tǒng)控制所述機械手再次繞所述第一空間軸旋轉(zhuǎn)θ3角，并移動所述機械手，使得所述標(biāo)志點在拍攝視野內(nèi)的像素坐標(biāo)為(u1，v1)，系統(tǒng)記錄此時機械手法蘭盤的位姿P₄；

系統(tǒng)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，確定出所述機械手末端工具的參數(shù)。