[發(fā)明專利]機(jī)器人基坐標(biāo)系校準(zhǔn)的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711439547.1
• 申請(qǐng)日: 2017-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN108161935B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊躒;譚龍山;周飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科新松有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16;B25J19/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 郭新娟

1.一種機(jī)器人基坐標(biāo)系校準(zhǔn)的方法，其特征在于，應(yīng)用于測試系統(tǒng)軟件，所述測試系統(tǒng)軟件設(shè)置在終端設(shè)備上，所述方法包括：

獲取基坐標(biāo)系校準(zhǔn)的校準(zhǔn)點(diǎn)，其中，所述校準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量至少為5個(gè)，且所述校準(zhǔn)點(diǎn)不在同一平面；

通過機(jī)器人控制器控制機(jī)器人沿著所述校準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)，其中，在所述機(jī)器人移動(dòng)過程中，測量設(shè)備追隨所述機(jī)器人移動(dòng)，所述機(jī)器人的末端方向固定，且待測量點(diǎn)相對(duì)所述機(jī)器人的末端位置固定；

獲取所述機(jī)器人控制器發(fā)送的第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和所述測量設(shè)備測得到第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其中，所述第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為所述機(jī)器人在所述校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，機(jī)器人基坐標(biāo)系中的所述機(jī)器人的末端坐標(biāo)，所述第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為所述機(jī)器人在所述校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，所述測量設(shè)備在測量設(shè)備坐標(biāo)系測得的所述待測量點(diǎn)坐標(biāo)；

通過基坐標(biāo)系校準(zhǔn)算法對(duì)所述第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和所述第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到轉(zhuǎn)換矩陣，以完成所述機(jī)器人基坐標(biāo)系校準(zhǔn)，其中，所述轉(zhuǎn)換矩陣能夠?qū)⑺鰷y量設(shè)備坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到所述機(jī)器人基坐標(biāo)系中；

在獲取基坐標(biāo)系校準(zhǔn)的校準(zhǔn)點(diǎn)之前，所述方法還包括：

分別建立與機(jī)器人系統(tǒng)，測量設(shè)備的連接關(guān)系，

其中，已預(yù)先通過手動(dòng)引光的方式將所述測量設(shè)備指向固定在所述機(jī)器人末端的待測量點(diǎn)，所述機(jī)器人系統(tǒng)包括：所述機(jī)器人和所述機(jī)器人控制器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過基坐標(biāo)系校準(zhǔn)算法對(duì)所述第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和所述第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到轉(zhuǎn)換矩陣包括：

根據(jù)所述第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到多個(gè)第一差值，其中，所述第一差值為所述機(jī)器人在相鄰兩個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)的所述機(jī)器人的末端坐標(biāo)之間的差值；

根據(jù)所述第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到多個(gè)第二差值，其中，所述第二差值為所述機(jī)器人在相鄰兩個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，對(duì)應(yīng)的所述測量設(shè)備測得的所述待測量點(diǎn)坐標(biāo)之間的差值；

通過旋轉(zhuǎn)矩陣計(jì)算公式計(jì)算基坐標(biāo)系校準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)矩陣，所述旋轉(zhuǎn)矩陣為所述測量設(shè)備坐標(biāo)系和所述機(jī)器人基坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換時(shí)的旋轉(zhuǎn)分量，其中，E為所述多個(gè)第一差值組成的第一矩陣，F(xiàn)為所述多個(gè)第二差值組成第二矩陣，A為所述機(jī)器人基坐標(biāo)系，B為所述測量設(shè)備坐標(biāo)系；

通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式計(jì)算轉(zhuǎn)換常數(shù)，所述轉(zhuǎn)換常數(shù)為所述測量設(shè)備坐標(biāo)系和所述機(jī)器人基坐標(biāo)系之間轉(zhuǎn)換時(shí)的位移分量，其中，p_A(i)為所述第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，m_B(i)為所述第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，為所述旋轉(zhuǎn)矩陣，C為轉(zhuǎn)換常數(shù)；

基于所述旋轉(zhuǎn)矩陣和所述轉(zhuǎn)換常數(shù)計(jì)算所述轉(zhuǎn)換矩陣。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述測量設(shè)備包括：激光跟蹤儀，所述待測量點(diǎn)包括：固定在機(jī)器人末端的靶球。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)矩陣為3×3階的矩陣，所述轉(zhuǎn)換矩陣為4×4階的矩陣。

5.一種機(jī)器人基坐標(biāo)系校準(zhǔn)的裝置，其特征在于，所述裝置設(shè)置在終端設(shè)備上，所述裝置包括：

第一獲取模塊，用于獲取基坐標(biāo)系校準(zhǔn)的校準(zhǔn)點(diǎn)，其中，所述校準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)量至少為5個(gè)，且所述校準(zhǔn)點(diǎn)不在同一平面；

控制模塊，用于通過機(jī)器人控制器控制機(jī)器人沿著所述校準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)，其中，在所述機(jī)器人移動(dòng)過程中，測量設(shè)備追隨所述機(jī)器人移動(dòng)，所述機(jī)器人的末端方向固定，且待測量點(diǎn)相對(duì)所述機(jī)器人的末端位置固定；

第二獲取模塊，用于獲取所述機(jī)器人控制器發(fā)送的第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和所述測量設(shè)備測得到第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其中，所述第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為所述機(jī)器人在所述校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，機(jī)器人基坐標(biāo)系中的所述機(jī)器人的末端坐標(biāo)，所述第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)為所述機(jī)器人在所述校準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，所述測量設(shè)備在測量設(shè)備坐標(biāo)系測得的所述待測量點(diǎn)坐標(biāo)；

處理模塊，用于通過基坐標(biāo)系校準(zhǔn)算法對(duì)所述第一校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和所述第二校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到轉(zhuǎn)換矩陣，以完成所述機(jī)器人基坐標(biāo)系校準(zhǔn)，其中，所述轉(zhuǎn)換矩陣能夠?qū)⑺鰷y量設(shè)備坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到所述機(jī)器人基坐標(biāo)系中；

所述裝置還包括：

建立模塊，用于分別建立與機(jī)器人系統(tǒng)，測量設(shè)備的連接關(guān)系，

其中，已預(yù)先通過手動(dòng)引光的方式將所述測量設(shè)備指向固定在所述機(jī)器人末端的待測量點(diǎn)，所述機(jī)器人系統(tǒng)包括：所述機(jī)器人和所述機(jī)器人控制器。