[发明专利]一种机器人与变位机位姿关系的标定方法

权利要求书

1.一种机器人与变位机位姿关系的标定方法，其特征在于，包括：

分别控制所述变位机的倾斜轴和旋转轴旋转至多个待测位置，并记录安装于所述变位机上的标记物在各个所述待测位置处的TCP坐标；

根据多个所述TCP坐标，分别获得所述倾斜轴中心线在机器人坐标系的位置和方向向量以及所述旋转轴中心线在机器人坐标系的位置和方向向量；

当所述倾斜轴旋转至零位时，所述旋转轴中心线位于基准位置处，获得此时倾斜轴中心线与所述旋转轴中心线之间的公垂线段；

根据所述倾斜轴中心线、所述基准位置处的旋转轴中心线以及所述公垂线段，获得变位机坐标系中各坐标轴的方向向量、所述变位机坐标系原点在机器人坐标系的坐标；

获得所述倾斜轴中心线在机器人坐标系的位置和方向向量的方法包括：

步骤一、控制所述变位机仅绕倾斜轴旋转至多个第一待测位置，操作所述机器人跟踪所述标记物，并记录所述标记物在每个所述第一待测位置的第一TCP坐标；

步骤二、由多个所述第一TCP坐标拟合出所述倾斜轴中心线的位置和方向向量；

获得所述旋转轴中心线在机器人坐标系的位置和方向向量的方法包括：

步骤三、控制所述变位机仅绕旋转轴旋转到多个第二待测位置，操作所述机器人跟踪所述标记物，并记录所述标记物在每个所述第二待测位置的第二TCP坐标；

步骤四、由多个所述第二TCP坐标拟合出所述旋转轴中心线的位置和方向向量；

获得所述变位机坐标系中各坐标轴的方向向量的方法包括：

将执行所述步骤一至所述步骤二后，得到的所述倾斜轴中心线的位置和方向向量作为所述变位机坐标系中的Y轴的位置和方向向量；

或者，多次重复所述步骤一至所述步骤二，获得多条所述倾斜轴中心线的位置和方向向量；对获得的多条所述倾斜轴中心线的方向向量单位化后求平均值，并将多条所述倾斜轴中心线的单位方向向量的平均值作为所述Y轴的单位方向向量；并根据多条所述倾斜轴中心线的位置得出所述Y轴的位置；

获得所述变位机坐标系中各坐标轴的方向向量的方法还包括：将所述公垂线段的方向向量作为所述变位机坐标系的X轴的方向向量；

获得所述变位机坐标系中各坐标轴的方向向量的方法还包括：

根据所述Y轴和所述X轴的方向向量，获得所述变位机坐标系的Z轴的方向向量；

在获得所述旋转轴中心线在机器人坐标系的位置和方向向量的方法包括所述步骤三和步骤四的情况下，获得位于基准位置处的旋转轴中心线的方向向量的方法包括：

在执行所述步骤三之前，获取所述倾斜轴的旋转角度，根据所述旋转角度以及执行所述步骤三至所述步骤四后得到的所述旋转轴中心线的方向向量，得到在所述倾斜轴旋转至零位时，位于基准位置处的旋转轴中心线的方向向量；

或者，多次重复所述步骤三至所述步骤四，获得多条所述旋转轴中心线的方向向量；

根据每一条所述旋转轴中心线的方向向量以及每次执行所述步骤三之前，获取的倾斜轴的旋转角度，得到在所述倾斜轴旋转至零位时，每一条位于所述基准位置处的旋转轴中心线的方向向量；

对获得的多条位于所述基准位置处的旋转轴中心线的方向向量单位化后求平均值，该平均值作为所述基准位置处的旋转轴中心线的方向向量；

所述标定方法还包括：

获得处于所述基准位置处的所述旋转轴中心线与所述变位机坐标系的Z轴之间的夹角；

所述标定方法还包括：

所述变位机坐标系的原点位于所述公垂线段与所述倾斜轴中心线的垂足处。

2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述步骤一之前，所述方法还包括：

获取所述标记物初始安装位置对应的TCP坐标，作为一所述第一TCP坐标。

3.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述步骤三之前，所述方法还包括：

获取所述标记物在最后一个所述第一待测位置的第一TCP坐标，作为一所述第二TCP坐标。

4.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，每次重复所述步骤一至所述步骤二之前，所述方法还包括：获取所述标记物的变化后的初始安装位置所对应的TCP坐标。