[发明专利]一种高效便捷的简易机器人标定方法

说明书

本发明公开了一种高效便捷的简易机器人标定方法，涉及机器人零位标定领域；其包括如下步骤：1)安装完毕后始终保持测量工具尖点相对，手动示教机器人，记录N点对应的关节数据和关节轴数据；2)根据关节轴数据构造各轴齐次矩阵后顺次相乘得到整体齐次矩阵；3)给定基础数据，构造基于整体齐次矩阵的正运动齐次矩阵；4)将给定误差参数加上关节数据得到关节角度矩阵，将其代入正运动齐次矩阵寻优后得到误差，将其补偿到机器人零位完成标定；本发明解决了现有零位标定采用标定仪器和软件结合方法过程繁杂、成本高昂导致两者零位标定实用性差，从而导致机器人控制精度不高的问题，达到了纯软件实现零位标定，提高实用性从而实现精确控制的效果。

技术领域

本发明涉及机器人零位标定领域，尤其是一种高效便捷的简易机器人标定方法。

背景技术

由于关节机器人各轴运动都是旋转运动，要使末端执行直线运动或者在某坐标系下运行特定轨迹，必须要进行旋转关节和直线运动的坐标转换；其中旋转运动转换为直线运动为机器人正运动学求解，直线运动转换为关节运动为机器人逆运动学求解；当控制算法设计完成，即可实时得到机器人当前关节下的末端值以及当前末端值下的关节值；如需要理论算法对实际本体进行控制，需要确保影响机器人末端位置正确度的三个参数，三个参数分别是连杆长度、旋转角度和控制器里虚拟机器人模型即控制算法和机器人本体的模型即实际本体算法匹配度；前两个参数可以在生产、加工环节保证，而控制器里虚拟机器人模型和机器人本体的模型匹配度需要使用标定仪器结合软件进行验证，但是标定仪器比如激光传感器等，一方面仪器测量不简便，另一方面标定仪器成本高，导致整个标定流程繁杂、实用性差，所以需要一种标定算法简便操作即可实现零位标定，通过得到实际本体关节位置和理论位置的差异值，补偿差异值，实现控制器用实际本体关节值对机械进行精确控制。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供了一种高效便捷的简易机器人标定方法，解决了现有零位标定采用标定仪器和软件结合方法过程繁杂、成本高昂导致零位标定的实用性和便利性差，从而导致机器人控制精度不高的问题，达到了纯软件实现零位标定，提高实用性从而实现精确控制的效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种高效便捷的简易机器人标定方法，包括如下步骤：

步骤1：在机器人末端和固定点安装测量工具后，保持两个测量工具尖点相对状态手动示教机器人，记录机器人零位和不同姿态下N点对应的旋转角度、关节数据和关节轴数据；

步骤2：根据关节轴数据构造各轴齐次矩阵后将其顺次相乘得到保证N点在同一个大地坐标系的整体齐次矩阵；

步骤3：给定已知的基础数据，构造基于整体齐次矩阵的表征具体坐标和姿态的正运动齐次矩阵；

步骤4：将误差参数加上关节数据得到关节角度矩阵，将其代入正运动齐次矩阵寻优后得到误差，将其补偿到机器人零位完成标定。

优选地，所述基础数据包括机械各轴减速比和连杆参数。

优选地，所述步骤1包括如下步骤：

步骤1.1：在机器人末端法兰安装测量工具一，在机器人运动范围内的固定点安装测量工具二；

步骤1.2：始终保持测量工具一的尖点和测量工具二的尖点相对，手动示教机器人，记录机器人零位和不同姿态下N点对应的旋转角度、关节数据和关节轴数据。

优选地，所述步骤2包括如下步骤：

步骤2.1：根据各轴的关节轴数据构造表示关节旋转相应角度后相对大地坐标系的各轴齐次矩阵；

步骤2.2：将各轴齐次矩阵顺次相乘得到保证N点在同一个大地坐标系的整体齐次矩阵。

优选地，所述步骤3包括如下步骤：