[发明专利]一种中空管状工具的TCP标定方法

说明书

本发明公开了一种中空管状工具的TCP标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，在机器人坐标系中固定一个半径为r_b的标定刚性球体，刚性球体的直径大于中空管状工具的内壁半价r_s；S200，将中空管状工具安装于机器人的机械臂法兰；S300，控制机器人的机械臂移动，使中空管状工具的顶面扣合在刚性球体表面，通过机器人系统确定当前机械臂法兰的位置t₁和姿态R₁；S400，重复S300步骤3次，获得对应的位置t₁、t₂、t₃、t₄和姿态R₁、R₂、R₃、R₄；S500，中空管状工具的TCP点位置在中空管状工具内部的轴线上，距离中空管状工具的顶面距离为本发明提供的一种中空管状工具的TCP标定方法，快速并准确地确定中空管状结构的TCP。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体地说，涉及一种中空管状工具的TCP标定方法。

背景技术

TCP是工具中心点的简写，是机器人与工作部件接触的部分。当我们以手动或者编程的方式让机器人去接近空间的某一点时，其本质是让TCP去接近该点。同一个机器人因为挂载不同的工具，因工具的形状、大小不同而有不同的TCP，在更换不同的工具时，需要重新确定机器人的TCP，即确定在机器人法兰盘坐标系中的位置。

现在通常的方法是将更换的工具的某一尖端点触碰机器人坐标系中的一个确定坐标的固定尖点，从四个方向触碰并记录法兰盘位姿参数，利用四点法原理计算TCP，该方法常用与工业机器人，需要标定的通常是电焊头等具有明显尖端的工具。

但是对于中空管状工具类的定制工具，需要标定的TCP在管状工具的轴线上，而轴线悬空不接触任何实体点，无法直接通过管状工具的尖端去触碰确定坐标的固定尖点，造成中空管状工具类的TCP难于确定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中空管状工具的TCP标定方法，快速并准确地确定中空管状结构的TCP。

本发明公开的一种中空管状工具的TCP标定方法所采用的技术方案是:

一种中空管状工具的TCP标定方法，包括以下步骤：

S100，在机器人坐标系中固定一个半径为r_b的标定刚性球体，刚性球体的直径大于中空管状工具的内壁半径r_s；

S200，将中空管状工具安装于机器人的机械臂法兰；

S300，控制机器人的机械臂移动，使中空管状工具的顶面扣合在刚性球体表面，通过机器人系统确定当前机械臂法兰的位置t₁和姿态R₁；

S400，重复S300步骤3次，并从不同方向使中空管状工具的顶面扣合在刚性球体表面，获得对应的法兰的位置t₁、t₂、t₃、t₄和姿态R₁、R₂、R₃、R₄；

S500，通过四点法原理，算出TCP，且中空管状工具的TCP点位置在中空管状工具内部的轴线上，中空管状工具的TCP点位置距离中空管状工具的顶面距离为

作为优选方案，所述S400步骤中，重复S300步骤3次，4次的方向依次垂直且不相同。