[發明專利]一種基于軟件的可糾正機器人離線軌跡的標定方法

在審

• 申請號: 202011574941.8
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112747675A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 許海波;郭方泰;許貝
• 申請（專利權）人: 許海波
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B21/04
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 馬婷

本發明公開了一種基于軟件的可糾正機器人離線軌跡的標定方法，包括設置核心算法、采集位置點點集數據、軟件計算。本發明與現有技術相比的優點在于：作為標定機器人和相關設備相對位置的計算軟件，通過精準的標定計算，能夠高效、準確的實現機器人離線軌跡在汽車焊裝焊裝領域內的應用，大大降低了傳統方式在實際應用時打來的不便利性和繁瑣性，降低了人力物力投入，提高了測量精度和效率，適用性強，便于推廣。

技術領域

本發明涉及機器人和夾具、切換盤等設備相對位置的標定計算，具體是指一種基于軟件的可糾正機器人離線軌跡的標定方法。

背景技術

如果機器人離線運用的準確高效，則需要精準的算出機器人底座坐標系與相關設備自身零點坐標系相對位置(這種位置關系，以下統稱base)，還有精準的工具坐標系(以下統稱TCP)，但是目前市面上，只是通過標定設備標定機器人法蘭盤中心的位置，進行base的計算，大大加大了標定工作量、誤差不可視、TCP標定不出來等問題，導致標定的離線偏差很大，功夫白白浪費。

因此，設計出一種通過標定機器人工具端任意位置且能夠精準計算出base、tcp、誤差可視的解決機器人離線軌跡準確應用的標定軟件勢在必行。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案為：一種基于軟件的可糾正機器人離線軌跡的標定方法，包括下列步驟：

S1、設置核心算法，核心算法利用機器人走不同姿態的6個軌跡點，通過機器人示教器可以得到基于機器人坐標系(A坐標系)的機器人末端法蘭坐標系軌跡點的6個位置數據點集(X、Y、Z、RX、RY、RZ)；

S2、激光系統或三坐標關節臂以夾具、焊槍存放架自身標定點建立測量坐標系(B坐標系)，分別采集機器人這六個不同姿態的工具端相同位置在B坐標系的六個空間點位置(X、Y、Z)；

S3、將機器人六個位置數據點集(X、Y、Z、RX、RY、RZ)、激光系統或三坐標關節臂采集的六個空間點位置(X、Y、Z)輸入帶有核心算法的標定軟件中，通過點集計算出設備的B坐標系與機器人的A坐標系之間的位置關系BASE，得到標定擬合的誤差，根據誤差判斷軌跡離線應用的精確度；

核心算法通過坐標系位置關系的矩陣運算，列出了六個矩陣等式，通過python提供的numpy和leastsq庫，解出了base、tcp和誤差等結果，并把結果顯示到軟件界面上，具體為核心算法通過坐標系位置關系的矩陣運算，列出了六個矩陣等式，通過解超定方程組，利用最小二乘法得到線性擬合方程組的解，求解出BASE以及擬合結果誤差；通過空間點在兩個坐標系的矩陣運算關系，可以求出實際測量的機器人工具坐標系TCP。

本發明與現有技術相比的優點在于：作為標定機器人和相關設備相對位置的計算軟件，通過精準的標定計算，能夠高效、準確的實現機器人離線軌跡在汽車焊裝焊裝領域內的應用，大大降低了傳統方式在實際應用時打來的不便利性和繁瑣性，降低了人力物力投入，提高了測量精度和效率，適用性強，便于推廣。

作為改進，核心算法編程采用python開發語言，通過封裝成windows可運行軟件.exe。

作為改進，核心算法搭載的軟件對結果處理，把計算出來的base、tcp和誤差另存在指定路徑下生成TXT文件。

附圖說明

圖1是一種基于軟件的可糾正機器人離線軌跡的標定方法的工作流程示意圖。

圖2是一種基于軟件的可糾正機器人離線軌跡的標定方法的數據采集流程示意圖。

如圖所示：1、激光跟蹤儀，2、機器人，3、所帶工具，4、夾具，5、反射靶球，6、機器人坐標系，7、自身零點坐標系，9、工具坐標系。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。