[发明专利]一种工业机器人末端三维位置测量仪器与方法

权利要求书

1.一种工业机器人末端三维位置测量仪器，其特征在于：该测量仪器包括精密球、非接触式R-test和三维移动平台，所述三维移动平台包括X、Y、Z三个方向的移动平台，用于提供较大的测量范围；所述非接触式R-test包括三个方向的传感器，非接触式R-test在三维移动平台的带动下运动，用于在较小的范围内测量得到安装在机器人末端的精密球的三维位置。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端三维位置测量仪器，其特征在于：所述三维移动平台的精度为0.01mm。

3.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端三维位置测量仪器，其特征在于：所述非接触式R-test的精度为0.02mm。

4.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端三维位置测量仪器，其特征在于：所述精密球的粗糙度精度为0.1μm。

5.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端三维位置测量仪器，其特征在于：所述非接触式R-test的传感器均选用基恩士H050激光位移传感器。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种工业机器人末端三维位置测量仪器，其特征在于：所述三维移动平台的量程根据工业机器人的体型确定。

7.一种工业机器人末端三维位置测量方法，其特征在于：采用上述如权利要求1-6中任一项所述的一种工业机器人末端三维位置测量仪器进行测量，包括以下步骤：

步骤一，设置测量仪器的零位位置；

步骤二，测量工业机器人处于第m个位姿时的末端三维位置。

8.根据权利要求7所述的一种工业机器人末端三维位置测量方法，其特征在于：步骤一的具体过程如下：

将精密球安装至工业机器人的末端，移动三维移动平台带动R-test测量精密球，并使得R-test的三个传感器都有读数，记录此时球心在R-test坐标系中的三维位置，并将此时测量仪器所在的位置设置成零位。

9.根据权利要求7所述的一种工业机器人末端三维位置测量方法，其特征在于：步骤二的具体过程如下：

移动三维移动平台带动R-test测量处于第m个位姿时的精密球，记录此时球心在R-test坐标系中的三维位置，则工业机器人末端的三维位置通过下式计算得到：

P_m＝(^TP_m-^TP₀)+(^RP_m-^RP₀)；

其中，P_m为工业机器人处于第m个位姿时的末端在测量仪器中的坐标，^TP₀和^TP_m分别为三维移动平台在工业机器人零位和第m个位姿时在三维移动平台中的坐标，^RP₀和^RP_m分别为非接触式R-test在工业机器人零位和第m个位姿时的末端在R-test中的坐标。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的一种工业机器人末端三维位置测量方法，其特征在于：测量结果用于评估工业机器人的精度性能或应用于工业机器人运动学参数标定。