[發明專利]機器人末端執行器工作誤差的補償方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 201910584064.3
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110202581A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 何博俠;劉志
• 申請（專利權）人: 南京博藍奇智能科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王娜

本發明提供了一種機器人末端執行器工作誤差的補償方法、裝置及電子設備，涉及機器人技術領域，包括：當機器人運動至第一指定位置時，采集零件的第一圖像；按照第二指定位置控制機器人協同其末端的執行器運動，當機器人返回至第一指定位置時，采集零件的第二圖像；分別提取第一圖像和第二圖像的方位參數，根據方位參數確定執行器綜合誤差；判斷執行器綜合誤差是否滿足執行器誤差消減目標函數；若滿足，根據預先獲取的執行器抓取誤差補償矩陣控制機器人和執行器進行工作；執行器抓取誤差補償矩陣用于將執行器綜合誤差變換至機器人末端坐標系下的補償參數。本發明能夠對機器人位姿較好地實現在線補償，從而提高機器人末端執行器工作時的輸出精度。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其是涉及一種機器人末端執行器工作誤差的補償方法、裝置及電子設備。

背景技術

工業機器人在工作時，都需要根據不同的作業對象，在機器人末端加載相應的執行器。工業機器人的實際工作精度，不僅取決于機器人末端的定位精度，還取決于末端執行器的工作精度。尤其在定位精度要求較高的裝配作業線上，機器人放置零件的精度取決于末端抓取執行器的輸出精度。

已完成視覺系統標定的eye-in-hand工業機器人，在其末端安裝執行器后，機器人工作時的最終輸出精度不僅取決于機器人末端的定位精度，還需考慮安裝末端執行器引入的兩項誤差：(1)由于安裝面誤差引起執行器實際幾何中心偏離理論幾何中心的誤差，該項誤差稱為“執行器安裝誤差”；(2)執行器自身的重復定位誤差，該項誤差稱為“執行器定位誤差”。上述兩項誤差合成后，統稱為“執行器綜合誤差”。

現有的工業機器人誤差補償方法，主要通過機器人運動學正解和逆解，來消除運動軌跡誤差或者各關節位姿誤差。在使用工業機器人的生產線上，用戶更關心的是加載了末端執行器后，機器人最終輸出的精度。但采用這種方式，機器人工作時的輸出精度仍舊不高。

發明內容

本發明的目的在于提供機器人末端執行器工作誤差的補償方法、裝置及電子設備，能夠對機器人位姿較好地實現在線補償，從而提高機器人工作時的輸出精度。

本發明提供的機器人末端執行器工作誤差的補償方法，包括：當機器人運動至對準待抓取的零件的第一指定位置時，采集所述零件的第一圖像；按照第二指定位置控制所述機器人和所述機器人末端的執行器運動，當所述機器人返回至所述第一指定位置時，采集所述零件的第二圖像；分別提取所述第一圖像和所述第二圖像的方位參數，并根據提取到的所述方位參數確定執行器綜合誤差；其中，所述方位參數包括所述零件在所屬圖像中的幾何中心位置和方向參數；判斷所述執行器綜合誤差是否滿足執行器誤差消減目標函數；若滿足，根據預先獲取的執行器抓取誤差補償矩陣控制所述機器人和所述執行器進行工作；其中，所述執行器抓取誤差補償矩陣用于將所述執行器綜合誤差變換至機器人末端坐標系下的補償參數。

進一步的，所述按照第二指定位置控制所述機器人和所述機器人末端的執行器運動，當所述機器人返回至所述第一指定位置時，采集所述零件的第二圖像的步驟，包括：獲取所述第一圖像在相機坐標系中第一位置參數，并基于手眼變換矩陣將所述第一位置參數轉換為執行器坐標系下的第二位置參數；根據所述第二位置參數控制所述機器人末端的執行器在運動至第二指定位置時抓取所述零件；當所述機器人攜帶所述執行器運動當返回至所述第二指定位置時，控制所述執行器將抓取的所述零件放回至原位置；控制所述機器人運動至所述第一指定位置，并在所述第一指定位置處采集所述零件的第二圖像。

進一步的，所述獲取所述第一圖像在相機坐標系中第一位置參數的步驟，包括：根據相機投影模型獲取所述第一圖像在相機坐標系中第一位置參數；其中，所述相機投影模型為：