[发明专利]一种机器人与变位机位姿关系的标定方法

说明书

本申请实施例提供一种机器人与变位机位姿关系的标定方法，涉及工业制造领域，解决了标定过程中，变位机制造精度被忽略的问题。该标定方法包括：分别控制变位机的倾斜轴和旋转轴旋转至多个待测位置，操作机器人跟踪标记物，并记录标记物在各个待测位置处的TCP坐标；根据多个TCP坐标，分别获得倾斜轴中心线以及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；根据倾斜轴中心线、基准位置处的旋转轴中心线以及公垂线段，获得变位机坐标系中各坐标轴的方向向量、变位机坐标系原点在机器人坐标系的坐标。该标定方法用于实现机器人与变位机的协调运动。

技术领域

本发明涉及工业制造领域，尤其涉及一种机器人与变位机位姿关系的标定方法。

背景技术

随着制造业向高精度、高效率的方向不断发展，工业机器人在制造业的应用越来越广泛。对于一台工业机器人而言，其有效工作空间和容许空间受到运动学约束的限制，因此需要利用变位机等辅助设备来提供冗余自由度，以达到拓展工业机器人工作空间的目的。

在生产过程中，需要确定变位机相对于工业机器人的位置，以达到工业机器人与变位机高效协调运动的目的。然而，现有技术中，采用的机器人与变位机位姿关系的标定方法忽略了变位机自身的制造误差，因此会降低标定过程的精度，从而不利于保证协同运动的精度和质量。

发明内容

本发明的实施例提供一种机器人与变位机位姿关系的标定方法，解决了标定过程中，变位机制作精度被忽略的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本申请实施例的一方面，提供一种机器人与变位机位姿关系的标定方法，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；