[发明专利]基于多激光跟踪仪的双臂机器人性能测量方法

权利要求书

1.一种基于多激光跟踪仪的双臂机器人性能测量方法，其特征是，包括如下步骤：

(1-1)建立双臂机器人工具坐标系；双臂机器人包括安装在底座(9)上的第一机械臂(1)、第二机械臂(2)和处理器(3)，第一机械臂和第二机械臂均包括6个关节，6个关节从下向上依次排序为第1关节至第6关节，还包括示教器(4)、2个激光跟踪仪(5)、上位机(6)和控制器(7)；处理器分别与示教器、第一机械臂和第二机械臂电连接，控制器分别与示教器、上位机和2个激光跟踪仪电连接，两个机械臂的第6关机末端均安装有法兰盘(8)；

将每个法兰盘上端的中点所在位置作为TCP点，2个激光跟踪仪分别对第一机械臂和第二机械臂的TCP点进行记录；处理器控制每个机械臂的第5关节移动5个点，再控制第6关节移动5个点，则TCP点移动了10个位置；每个激光跟踪仪记录下与其对应的第一机械臂或第二机械臂的10个TCP点的位置数据p(i)＝(px(i),py(i),pz(i))，从示教器上读取10个TCP点的位姿数据n(i)＝(nx(i),ny(i),nz(i))；i为TCP点的10个位置的序号；

通过矩阵的转换关系以及圆的拟合方程构建方程组，利用迭代法求解TCP点的坐标(x,y,z)，得到TCP点的位置相对于末端法兰中心点的位置转换矩阵M为：

(1-2)机械臂任意移动，激光追踪仪记录机械臂位置数据，并对比基坐标系中的位置信息，以此建立激光跟踪仪和机械臂的基坐标系之间的坐标转换关系；

(1-3)统一公共的基坐标系；

(1-4)机器人性能测量点位规划；

按照《GB/T 12642-2013工业机器人性能规范与试验方法》的要求，结合双臂机器人的实际工作范围，选择测试立方体和测试平面，并在测试立方体和测试平面内选择5个点，控制双臂机器人分别移动至5个点；

(1-5)利用激光跟踪仪和I/O同步技术对双臂机器人同时测量；

(1-6)数据处理并生成测试报告。

2.根据权利要求1所述的基于多激光跟踪仪的双臂机器人性能测量方法，其特征是，(1-2)包括如下步骤：

处理器控制双臂机器人在空间中任意移动10个点，在移动的过程中，做到点位的空间平均分布，姿态任意变化；

2个激光跟踪仪记录对应的机械臂的TCP点的位置数据，得到10组TCP点的位置数据p’(i₁)＝(px’(i₁),py’(i₁),pz’(i₁))，同时从机器人示教器上读取TCP点的位置数据n’(i₁)＝(nx’(i₁),ny’(i₁),n’z(i₁))；i₁为TCP点的10个位置的序号；根据坐标系转换关系T*A＝B构建方程组，求解激光跟踪仪与机械臂的基坐标系之间的转换矩阵T；

其中，A是由示教器中读取的TCP点在基坐标系中的位置信息所组成的矩阵，B为双臂机器人的TCP点在激光跟踪仪的测量坐标系下的位置信息组成的矩阵。