[发明专利]一种工业机器人光标拖动示教方法及系统

权利要求书

1.一种工业机器人光标拖动示教系统，其特征在于，包括：

机器人单元，所述机器人单元设有用于采集图像的图像模块和用于指示机器人末端的第一光标指示器；

示教器，所述示教器包括用于指示工件目标位置的第二光标指示器；以及

控制器，所述机器人单元以及所述示教器分别与所述控制器信号连接；开启所述第一光标指示器，所述第一光标指示器照射所述工件并产生第一光斑，所述图像模块拍摄工件并得到第一图像；

开启所述第二光标指示器，所述第二光标指示器照射所述工件并产生第二光斑，所述图像模块拍摄工件并得到第二图像；

处理所述第一图像以及所述第二图像，获取所述第一光斑在所述第一图像中的位置、所述第二光斑在所述第二图像中的位置以及所述第一光斑与所述第二光斑的相对位置；

所述机器人单元控制所述第一光斑朝向靠近所述第二光斑的方向运动；

图像模块拍摄工件，并判断所述第一光斑是否与所述第二光斑重合，若是，则所述机器人单元停止运动，若否，则所述机器人单元控制所述第一光斑朝向靠近所述第二光斑的方向运动；工业机器人光标拖动示教方法包括：

移动所述第二光斑，并使所述第二光斑停留在目标位置，所述机器人单元控制所述第一光斑移动，定义所述第一光斑、所述第二光斑以及所述目标位置重合时的坐标为目标点位置坐标；

以所述第一光斑与目标位置重合的点为笛卡尔坐标系原点，建立滑动坐标系V；

所述机器人末端沿滑动坐标系的Z轴移动；

所述机器人末端绕滑动坐标系的X轴、Y轴或者Z轴转动；

通过沿着所述滑动坐标系变化获得机器人末端的目标姿态。

2.根据权利要求1所述的工业机器人光标拖动示教系统，其特征在于，所述机器人单元为具有六自由度机械手臂的工业机器人。

3.一种工业机器人光标拖动示教方法，其特征在于，包括：

提供如权利要求1至2任一项所述的工业机器人光标拖动示教系统；

开启所述第一光标指示器，所述第一光标指示器照射所述工件并产生第一光斑，所述图像模块拍摄工件并得到第一图像；

开启所述第二光标指示器，所述第二光标指示器照射所述工件并产生第二光斑，所述图像模块拍摄工件并得到第二图像；

处理所述第一图像以及所述第二图像，获取所述第一光斑在所述第一图像中的位置、所述第二光斑在所述第二图像中的位置以及所述第一光斑与所述第二光斑的相对位置；

所述机器人单元控制所述第一光斑朝向靠近所述第二光斑的方向运动；

图像模块拍摄工件，并判断所述第一光斑是否与所述第二光斑重合，若是，则所述机器人单元停止运动，若否，则所述机器人单元控制所述第一光斑朝向靠近所述第二光斑的方向运动；工业机器人光标拖动示教方法包括：

移动所述第二光斑，并使所述第二光斑停留在目标位置，所述机器人单元控制所述第一光斑移动，定义所述第一光斑、所述第二光斑以及所述目标位置重合时的坐标为目标点位置坐标；

以所述第一光斑与目标位置重合的点为笛卡尔坐标系原点，建立滑动坐标系V；

所述机器人末端沿滑动坐标系的Z轴移动；

所述机器人末端绕滑动坐标系的X轴、Y轴或者Z轴转动；

通过沿着所述滑动坐标系变化获得机器人末端的目标姿态。

4.根据权利要求3所述的工业机器人光标拖动示教方法，其特征在于，滑动坐标系V的原点P₀到所述机器人单元末端坐标系E变换矩阵的转化过程为：

其中，通过所述图像模块的标定数据获得，通过计算机器人单元中机械手臂转动角度获得，为的逆矩阵。

5.根据权利要求4所述的工业机器人光标拖动示教方法，其特征在于，所述机器人单元末端坐标系E到机器人基坐标系B变换矩阵的转化过程为：

其中，θ为所述第二光标指示器的按键步进角度，i为所述机器人单元的转动坐标轴。

6.根据权利要求5所述的工业机器人光标拖动示教方法，其特征在于，当所述机器人单元末端绕滑动坐标系的X轴转动时：

当所述机器人末端绕滑动坐标系的Y轴转动时：

当所述机器人末端绕滑动坐标系的Z轴转动时：