[发明专利]机械手臂的坐标校正系统及方法

权利要求书

1.一种机械手臂的坐标校正方法，应用于计算装置中，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（a）在待测物体上任意取三点A、B、C，以点A为原点建立一个原始坐标系；

（b）控制机械手臂的末端执行机构绕原始坐标系的X坐标轴旋转一个第一角度，使得该末端执行机构的工具中心点到达坐标点B后，再控制机械手臂的末端执行机构绕原始坐标系的X坐标轴旋转一个第二角度，使该工具中心点到达坐标点C，在该旋转过程中，将机械手臂的法兰面正中轴线垂直于待测物体，并以视觉方式记录所述三点，所述三点在机械手臂的工作坐标系上的坐标点为A'、B'和C'，该工作坐标系的原点为A'；

（c）计算该原始坐标系上的线段AB和AC与工作坐标系上的线段A'B'和A'C'间的长度缩张率和角度缩张率，并根据该长度缩张率和角度缩张率计算该长度缩张率对角度的微分变率；

（d）根据上述计算出的长度缩张率、角度缩张率和微分变率计算出原始坐标系中的任意坐标点R映射至工作坐标系所得到的坐标点R'与原点A'在工作坐标系中的相对距离，以计算出原始坐标系和工作坐标系间的非线性映像关系式；及

（e）根据上述非线性映像关系式校正机械手臂原有的空间直角坐标系统。

2.如权利要求1所述的机械手臂的坐标校正方法，其特征在于，所述机械手臂的末端执行机构的一侧上安装有一个摄影装置，该摄影装置通过以下步骤执行所述以视觉方式记录点：

获取原始坐标系上的坐标点在待测物体上的影像；

该摄影装置将该影像进行放大处理；

将放大处理后的影像传送至计算装置；

该计算装置解析出所述坐标点在原始坐标系中的坐标位置，并记录所解析出来的该坐标位置；及

控制机械手臂的末端执行机构绕原始坐标系的X坐标轴旋转以到达该坐标点。

3.如权利要求1所述的机械手臂的坐标校正方法，其特征在于，在步骤（b）控制所述末端执行机构绕原始坐标系的坐标轴X旋转第一角度之后，还包括使末端执行机构恢复到初始位置的步骤。

4.如权利要求1所述的机械手臂的坐标校正方法，其特征在于，在步骤（b）控制所述末端执行机构绕原始坐标系的坐标轴X旋转第二角度之后，还包括使末端执行机构恢复到初始位置的步骤。

5.如权利要求1所述的机械手臂的坐标校正方法，其特征在于，所述点A、B、C及R的坐标值存于与所述计算装置相连的数据库中。

6.一种机械手臂的坐标校正系统，运行于计算装置中，其特征在于，该方法包括以下步骤：

原始坐标系建立模块，用于在待测物体上任意取三点A、B、C，以点A为原点建立一个原始坐标系；

控制模块，用于控制机械手臂的末端执行机构绕原始坐标系的X坐标轴旋转一个第一角度，使得该末端执行机构的工具中心店到达坐标点B后，再控制机械手臂的末端执行机构绕原始坐标系的X坐标轴旋转一个第二角度，使该工具中心点到达坐标点C；

工作坐标系模块，用于在上述末端执行机构旋转过程中，将机械手臂的法兰面正中轴线垂直于待测物体，并以视觉方式记录所述三点，所述三点在机械手臂的工作坐标系上的坐标点为A'、B'和C'，该工作坐标系的原点为A'；

计算模块，用于计算该原始坐标系上的线段AB和AC与工作坐标系上的线段A'B'和A'C'间的长度缩张率和角度缩张率，并根据该长度缩张率和角度缩张率计算该长度缩张率对角度的微分变率；

映射模块，用于根据上述计算出的长度缩张率、角度缩张率和微分变率计算出原始坐标系中的任意坐标点R映射至工作坐标系所得到的坐标点R'与原点A'在工作坐标系中的相对距离，以计算出原始坐标系和工作坐标系间的非线性映像关系式；及

校正模块，用于根据上述非线性映像关系式校正机械手臂原有的空间直角坐标系统。

7.如权利要求6所述的机械手臂的坐标校正系统，其特征在于，所述机械手臂的末端执行机构的一侧上安装有一个摄影装置，该摄影装置通过以下步骤执行所述以视觉方式记录点:

获取原始坐标系上的坐标点在待测物体上的影像；

该摄影装置将该影像进行放大处理；

将放大处理后的影像传送至计算装置；

该计算装置解析出所述坐标点在原始坐标系中的坐标位置，并记录所解析出来的该坐标位置；及

控制机械手臂的末端执行机构绕原始坐标系的X坐标轴旋转以到达该坐标点。