[發(fā)明專(zhuān)利]一種在線實(shí)時(shí)校正機(jī)器人工具坐標(biāo)系的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011403075.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112720458B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢(qián)晨;許偉春;王永強(qiáng);黃順舟;陳艷;趙維剛;朱亞奇;祁佩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海航天設(shè)備制造總廠有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B25J9/16
• 分類(lèi)號(hào): B25J9/16;B25J19/04;B25J9/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國(guó)中

1.一種在線實(shí)時(shí)校正機(jī)器人工具坐標(biāo)系的方法，其特征在于，運(yùn)用在線實(shí)時(shí)校正機(jī)器人工具坐標(biāo)系的系統(tǒng)執(zhí)行如下步驟：

步驟M1：標(biāo)定基準(zhǔn)工件的工具坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)器人坐標(biāo)系；

步驟M2：對(duì)基準(zhǔn)工件進(jìn)行相機(jī)視覺(jué)識(shí)別與標(biāo)定；

步驟M3：基于基準(zhǔn)工件的識(shí)別與標(biāo)定對(duì)待加工工件的工具坐標(biāo)系進(jìn)行在線實(shí)時(shí)校正；

所述步驟M1包括：

步驟M1.1：以基準(zhǔn)工件的中心點(diǎn)或者基準(zhǔn)工件固定尖點(diǎn)作為工具中心點(diǎn)進(jìn)行基準(zhǔn)工件的工具坐標(biāo)系的標(biāo)定；

步驟M1.2：機(jī)器人本體裝夾基準(zhǔn)工件移至相機(jī)視野內(nèi)，在工件平面標(biāo)記預(yù)設(shè)個(gè)點(diǎn)，并利用相機(jī)進(jìn)行拍照，分別記錄預(yù)設(shè)個(gè)點(diǎn)基于相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)；

步驟M1.3：機(jī)器人本體以基準(zhǔn)工件的工具中心點(diǎn)靠近工件平面標(biāo)記的預(yù)設(shè)個(gè)點(diǎn)，分別記錄工件的預(yù)設(shè)個(gè)點(diǎn)基于機(jī)器人坐標(biāo)系的坐標(biāo)；

步驟M1.4：基于工件平面標(biāo)記的預(yù)設(shè)個(gè)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的相機(jī)坐標(biāo)系的坐標(biāo)以及機(jī)器人坐標(biāo)系的坐標(biāo)，建立相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)器人坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系；

所述步驟M2包括：機(jī)器人本體裝夾基準(zhǔn)工件移至相機(jī)視野內(nèi)，在基準(zhǔn)工件平面上確認(rèn)多個(gè)特征點(diǎn)，獲取相機(jī)坐標(biāo)系下的位姿信息，基于相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)器人坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系，根據(jù)確認(rèn)的多個(gè)特征點(diǎn)，確認(rèn)基準(zhǔn)工件的機(jī)器人基坐標(biāo)系下裝夾位姿信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線實(shí)時(shí)校正機(jī)器人工具坐標(biāo)系的方法，其特征在于，所述在線實(shí)時(shí)校正機(jī)器人工具坐標(biāo)系的系統(tǒng)包括：視覺(jué)相機(jī)、相機(jī)控制器、總控系統(tǒng)、機(jī)器人控制器、機(jī)器人本體、相機(jī)安裝支架、光源、放置臺(tái)面及執(zhí)行工裝；

所述相機(jī)安裝支架包括相機(jī)安裝支架底座、相機(jī)安裝支架支柱和相機(jī)安裝支架頂部支架；所述相機(jī)安裝支架底座與相機(jī)安裝支架支柱連接；所述相機(jī)安裝支架支柱與所述相機(jī)安裝支架頂部支架連接；所述視覺(jué)相機(jī)安裝于所述相機(jī)安裝支架頂部支架上；所述光源安裝于所述相機(jī)安裝支架頂部支架上，所述光源位于工件上方，位于所述視覺(jué)相機(jī)的下方；所述光源中心設(shè)有通孔，所述視覺(jué)相機(jī)通過(guò)所述通孔拍攝下方工件；

所述放置臺(tái)面與所述相機(jī)安裝支架底座連接；所示機(jī)器人本體夾持執(zhí)行工裝放置于所述放置臺(tái)面上，所述執(zhí)行工裝用于安裝工件；

所述總控系統(tǒng)通過(guò)所述相機(jī)控制器控制視覺(jué)相機(jī)對(duì)所述工件進(jìn)行拍照，獲取工件特征點(diǎn)信息，并將工件特征點(diǎn)信息傳輸至總控系統(tǒng)，總控系統(tǒng)根據(jù)獲取的特征點(diǎn)信息計(jì)算偏移量，并將偏移量發(fā)送至機(jī)器人控制器，機(jī)器人控制器解析后驅(qū)動(dòng)機(jī)器人本體完成工具坐標(biāo)系的位姿變化。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線實(shí)時(shí)校正機(jī)器人工具坐標(biāo)系的方法，其特征在于，所述視覺(jué)相機(jī)包括相機(jī)和鏡頭，是一種視覺(jué)傳感裝置，固定安裝于視野范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線實(shí)時(shí)校正機(jī)器人工具坐標(biāo)系的方法，其特征在于，所述步驟M3包括：

步驟M3.1：機(jī)器人本體裝夾待加工工件調(diào)平，通過(guò)基準(zhǔn)工件特征點(diǎn)確認(rèn)當(dāng)前待加工工件姿態(tài)；

步驟M3.2：根據(jù)基準(zhǔn)工件的裝夾位姿信息與當(dāng)前待加工工件姿態(tài)確認(rèn)位姿偏移量；

步驟M3.3：根據(jù)位姿偏移量對(duì)待加工工件的工具坐標(biāo)系在線實(shí)時(shí)校正。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線實(shí)時(shí)校正機(jī)器人工具坐標(biāo)系的方法，其特征在于，所述步驟M3.1包括：

步驟M3.1.1：待加工工件裝夾調(diào)平，并移至相機(jī)視野內(nèi)；

步驟M3.1.2：根據(jù)基準(zhǔn)工件平面上確認(rèn)的多個(gè)特征點(diǎn)，獲取當(dāng)前相機(jī)坐標(biāo)系下多個(gè)特征點(diǎn)的位姿信息；

步驟M3.1.3：基于相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)器人坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系，根據(jù)當(dāng)前相機(jī)坐標(biāo)系下的多個(gè)特征點(diǎn)位姿信息，確認(rèn)當(dāng)前待加工工件姿態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在線實(shí)時(shí)校正機(jī)器人工具坐標(biāo)系的方法，其特征在于，所述步驟M3.1.3包括：總控系統(tǒng)獲取預(yù)設(shè)數(shù)量的特征點(diǎn)信息，并對(duì)預(yù)設(shè)數(shù)量的特征點(diǎn)信息進(jìn)行預(yù)處理，確認(rèn)當(dāng)前待加工工件姿態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線實(shí)時(shí)校正機(jī)器人工具坐標(biāo)系的方法，其特征在于，所述步驟M3.3包括：

步驟M3.3.1：視覺(jué)相機(jī)第一次拍照，根據(jù)旋轉(zhuǎn)偏移量調(diào)整工具坐標(biāo)系相應(yīng)旋轉(zhuǎn)角度；

步驟M3.3.2：相機(jī)第二次拍照，驗(yàn)證當(dāng)前旋轉(zhuǎn)角度是否在閾值范圍內(nèi)，根據(jù)位置偏移量調(diào)整工具坐標(biāo)系相應(yīng)位置量；

步驟M3.3.3：相機(jī)第三次拍照，驗(yàn)證當(dāng)前旋轉(zhuǎn)偏移量和當(dāng)前位置偏移量是否都在閾值范圍內(nèi)。