[发明专利]机器人运动学参数自标定方法、系统及存储装置

说明书

一种机器人运动学参数自标定方法，该方法包括：标定机器人的末端执行器多次接触标准工件表面，并记录每次接触标定机器人各轴的角度，其中标准工件安装于参考机器人的法兰；参考机器人改变标准工件的位姿，标定机器人重复执行末端执行器多次接触标准工件表面，并记录每次接触标定机器人各轴的角度的步骤，以获取标定机器人的多组轴角度值；利用多组轴角度值、标定机器人的名义运动学参数以及标准工件的实际半径，得到标定机器人的实际运动学参数，可以提高效率且能够实现自动化标定，易于实现批量标定。还涉及一种执行该方法的系统及存储有该方法程序文件的存储装置。

技术领域

本申请涉及机器人领域，尤其是涉及一种机器人运动学参数自标定方法、系统及存储装置。

背景技术

机器人的运动精度对于工业机器人在生产中的应用可靠性起着至关重要的作用。机器人各连杆的几何参数(DH参数)误差是造成机器人系统误差的主要环节，其主要是由于制造和安装过程中产生的连杆实际几何参数与理论参数值之间的偏差造成的。

常用的机器人DH参数标定方法有两种：一种是利用激光跟踪仪或三坐标测量机等外部测量设备，测量被标定机器人TCP点在各测量点的位姿，根据实际测量位姿和使用机器人名义DH参数正解得到的理论测量位姿的误差，辨识DH参数的误差。但是，由于激光跟踪仪等大型高精度测量设备具有成本高、体积大的特点，所以难以满足机器人批量生产时需要为提高效率多台同时进行标定的需求。

另一种方法是使用标准工件的自标定方法，机器人法兰上安装机床测头，特制标定标准工件为三个固定在底座上的标准球，标定过程中，控制机器人，使机床测头碰触各标准球的表面多次，改变标准球工件底座的位姿，重复以上测量过程，根据测量得到的轴位置和运动学正解计算出名义DH参数下标准球表面测量点的笛卡尔位置坐标，并通过球面拟合拟合出多组球心，并计算理论球心的距离。利用计算出的理论球心距离和实际球心距离的误差标定出DH参数。然而，带有三个标准球的订制工件作为自标定中的固定物理约束，需要高加工精度的标准工件，且需要另配调整工件位姿的方案，所以增加了成本和降低了自动化程度。

发明内容

本申请提出一种机器人运动学参数自标定方法、系统及存储装置，能够降低成本且能够实现自动化标定，易于实现批量标定。

为了解决以上问题，本申请提出了一种机器人运动学参数自标定方法，包括：标定机器人将末端执行器多次接触标准工件表面，并记录每次接触所述标定机器人各轴的角度，其中所述标准工件安装于参考机器人的法兰；所述参考机器人改变所述标准工件的位姿，所述标定机器人重复执行以所述末端执行器多次接触标准工件表面，并记录每次接触所述标定机器人各轴的角度的步骤，以获取所述标定机器人的多组轴角度值；利用所述多组轴角度值、所述标定机器人的名义运动学参数以及所述标准工件的实际半径，得到所述标定机器人的实际运动学参数。

为了解决以上问题，本申请还提出了一种机器人运动学参数自标定系统，包括：标定机器人和参考机器人；所述标定机器人的法兰安装有末端执行器，所述参考机器人的法兰安装有标准工件；所述参考机器人用于改变所述标准工件的位姿；所述标定机器人用于执行指令以实现如上所述的机器人运动学参数自标定方法。

为了解决以上问题，本申请又提出了一种存储装置，内部存储有程序文件，其特征在于，所述程序文件被执行以实现如上所述的机器人运动学参数自标定方法。

区别于现有技术，本申请的实施例中，利用法兰上安装有标准工件的参考机器人辅助标定，标定工具简单，效率高，且在标定时，只需一次输入标定机器人和参考机器人的运动指令，标定过程中标定机器人和参考机器人即可以自动运动和计算，无需人工干预，所以标定自动化程度高，适用于机器人生产过程中大批量的标定需求。

附图说明

图1是本申请机器人运动学参数自标定方法第一实施例的流程示意图；

图2是图1所示方法的执行场景示意图；