[發明專利]工業機器人位姿特性中準確度、重復性的測量方法

在審

• 申請號: 202010232104.0
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111409105A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 尹榮造;謝雙勝;楊醫華
• 申請（專利權）人: 伯朗特機器人股份有限公司
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00;G01B21/00;G01C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及機器人位姿特性檢測技術領域，尤其為一種工業機器人位姿特性中準確度、重復性的測量方法，包括如下步驟：步驟1、坐標準直測量；步驟2、指令位姿測量；步驟3、位姿準確度、重復性結果計算。本發明，所述的是工業機器人如何借助三維空間測量儀完整有效地進行位姿特性中的準確度、重復性測量以及其操作原理說明。通過學習本文的位姿特性中準確度、重復性的測量方法，既可以快速了解到工業機器人如何進行位姿特性中準確度、重復性測量來獲取精確的位姿特性數據檢驗工業機器人性能指標，還可以知道其操作流程的原理說明。

技術領域

本發明涉及機器人位姿特性檢測技術領域，具體為一種工業機器人位姿特性中準確度、重復性的測量方法。

背景技術

工業機器人作為先進制造業中不可替代的重要裝備和手段，已成為衡量一個國家制造業水平和科技水平的重要標志。目前我國正處于加快轉型升級的重要時期，以工業機器人為主體的機器人產業，正是破解我國產業成本上升、環境制約問題的重要路徑選擇。而工業機器人的位姿特性是檢驗工業機器人性能是否合格的一項重要指標，所以如何借助三維空間測量儀來進行位姿特性中準確度、重復性的測量也顯得越來越重要。但是，目前關于使用三維空間測量儀進行位姿特性中準確度、重復性的測量方法都沒有一套完整的操作流程以及操作原理說明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種工業機器人位姿特性中準確度、重復性的測量方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種工業機器人位姿特性中準確度、重復性的測量方法，包括如下步驟：

步驟1、坐標準直測量：機器人按照示教器的指令，依次到達測量坐標準直的指令位姿點位，每到達一個指令位姿點位，使用三維空間測量儀采集此時的球極坐標點位，再轉換成測量儀的直角坐標點位，總共需要記錄5組測量儀的直角坐標點位數據，然后，通過5組指令位姿點位數據和5組測量儀的直角坐標點位數據就可以計算出旋轉矩陣R、平移矩陣T，也就是測量儀直角坐標系和機器人直角坐標系的轉換關系，即坐標準直，往后測量儀的坐標點位數據采集，可以直接使用這個坐標準直關系進行轉換成機器人的坐標點位；

步驟2、指令位姿測量：機器人按照示教器的指令，對P1、P2、P3、P4和P5指令位姿響應n次，每次響應時記錄此時的測量儀的球極坐標點位，再通過球極坐標系與直角坐標系的轉換獲取測量儀的直角坐標點位，接著通過兩個直角坐標系的變換，就可以得到機器人此時的實到位姿點位；

步驟3、位姿準確度、重復性結果計算。

進一步的，坐標準直測量包括測量坐標點位選取，該測量坐標點位選取包括坐標準直的坐標點位選取，位姿測量的坐標點位選取。

進一步的，坐標準直的坐標點位選取包括：根據機器人的工作空間由C1-C8構成機器人最大空間的立方體，在由C1、C2、C7和C8構成的矩形斜平面中選取任意不同的五個空間點位坐標；位姿測量的坐標點位選取包括：根據機器人的工作空間，在由C1、C2、C7和C8構成的矩形斜平面中選取P1、P2、P3、P4和P5的空間點位坐標，并且P2、P3、P4和P5空間點位坐標能按順時針方向構成的一個矩形以及能最大程度的占據機器人的工作空間，而P1在P2到P5空間點位所圍成矩形區域的中心位置。

進一步的，轉換關系包括首先，三維空間測量儀采集機器人末端法蘭盤的球極坐標點位數據方位角仰角θ和距離γ數據，然后通過球極坐標系與直角坐標系轉換，可以獲取測量儀的直角坐標點位數據，最后，再完成三維空間測量儀坐標系與機器人坐標系的坐標轉換。

進一步的，球極坐標系與直角坐標系(x、y、z)轉換公式如下：

z＝γ·cosθ

三維空間測量儀坐標系與機器人坐標系坐標轉換公式如下：