[发明专利]一种用于标定多机器人协同工作坐标系的装置及标定方法

说明书

本发明公开了一种用于标定多机器人协同工作坐标系的装置及标定方法，采用变形传感器和主动式电容标定球，完全依靠标定装置来采集数据，对比靠肉眼判断标定，精度大大提升；采用的传感器是常规传感器，易替代，根据使用场景区分精度要求，从中选择合适传感器来组装最优性价比标定装置；本方法步骤简单，可自动完成标定操作，对多机器人协作可实现快速标定；本装置小型便携，适应不同生产场合；本方法不会使人员疲劳，适合多次重复标定，不会有操作失误，具有高稳定性；本标定球可通过定制方式装配到机器人末端，借助吸力标定靶进行工具坐标系标定，由此获得较高工具坐标系精度；定制标定球配合触摸板，可作为标准工件辅助机器人进行各类精度测试。

技术领域

本发明涉及标定技术领域，尤其涉及的是一种用于标定多机器人协同工作坐标系的装置及标定方法。

背景技术

随着现代化工业生产制造技术的持续发展，多机器人协作已经成为机器人领域的研究热点。而多机器人系统的标定问题作为其中一项关键技术也受到重大关注，其标定工具的性价比以及标定方法的易用性等问题成为当前机器人行业研究的一项重要难题。

目前的机器人系统标定方法一般分为两大类：一类是借助外部先进设备如激光跟踪仪或双相机进行标定。这类设备精度高，可靠性高，但是标定过程复杂，而且价格特别昂贵，并且该方法具有很强的条件性和依赖性，正因为对环境要求高且对操作人员的技术要求过高，一般用于比较精密的场合，不适用环境较为恶劣的生产现场。

另一类标定方法是不使用精密外部设备的标定方法，通过一个参考标定工装，分别让两个机器人先后与标定工装进行接触，从而获取两个机器人对标定工作的相对关系，通过转换计算即可得到两个机器人的基坐标系关系。这类方法的优点是快速简单，但是由于包含许多的人为操作，仅仅适用于精度要求不高的场合。

因此，现有的技术还有待于改进和发展。

发明内容

为了解决上述当前技术难题，本发明提供了一种用于标定多机器人协同工作坐标系的装置及标定方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于标定多机器人协同工作坐标系的装置，其中，包括标定工具头、吸力标定靶和标定板机构：

所述标定工具头包括通过连接结构安装在机器人的末端法兰盘处的标定球和变形传感器，所述标定球和变形传感器连接；

吸力标定靶，在标定过程中位置固定，与标定球通过多点吸合以确定基于机器人执行末端的工具坐标系；

所述标定板机构包括触摸屏，触摸屏在标定过程中位置固定，触摸屏与标定球配合通过多点法以确定基于机器人执行末端在触摸屏上的用户坐标系；

在机器人基座固定的情况下，获取机器人的基坐标系，通过计算同一机器人基坐标系与工具坐标系的转换关系、工具坐标系与用户坐标系的转换关系，最终得到该机器人的基坐标系与用户坐标系的转换关系；通过在触摸屏上建立不同机器人各自的用户坐标系，最终得到不同机器人的基坐标系之间的转换关系，从而完成多机器人协同工作坐标系的标定。

所述的用于标定多机器人协同工作坐标系的装置，其中，在吸力标定靶的顶端设置有一个与标定球的球面相匹配的凹面槽，标定的时候需要把标定球的球面跟吸力标定靶的凹面槽完全贴合。

所述的用于标定多机器人协同工作坐标系的装置，其中，所述标定球和吸力标定靶采用磁性的方式互相吸合。

所述的用于标定多机器人协同工作坐标系的装置，其中，所述标定球和吸力标定靶采用真空吸附的方式互相吸合。

所述的用于标定多机器人协同工作坐标系的装置，其中，所述标定工具头还包括变形传感器，标定球采用主动式电容标定球，主动式电容标定球通过电源为其供电；所述主动式电容标定球与变形传感器连接。