[发明专利]机器手臂的坐标系校正设备及校正方法

权利要求书

1.一种机器手臂的坐标系校正设备，包括：

一对位装置，获取一视野范围内的影像，其中该视野范围为一三维空间，并且该对位装置使用一对位装置坐标系；

一机器手臂，于一端设置有一法兰面，其中该机器手臂使用一机器人坐标系，该法兰面使用一手臂末端坐标系；

一工具，一端设置于该法兰面上，另一端具有一工具中心点，其中该工具使用一工具坐标系；

一处理器，电性连接该对位装置及该机器手臂，记录有用以表示该手臂末端坐标系与该机器人坐标系间的转换关系的一第一齐次矩阵，其中该处理器控制该工具以不同姿态于该三维空间中移动以执行一工具校正程序，并基于该工具校正程序所得的数据计算用来表示该工具坐标系与该手臂末端坐标系间的转换关系的一第二齐次矩阵；

其中，该处理器基于该第一齐次矩阵及该第二齐次矩阵计算用来表示该工具坐标系与该机器人坐标系间的转换关系的一第三齐次矩阵，并依据该第三齐次矩阵计算该工具中心点于该机器人坐标系上的相对位置；

其中，该处理器控制该工具中心点在该三维空间中执行一三点定位程序，以将该对位装置坐标系中的点位作为该工具中心点的点位，并基于该第三齐次矩阵计算用来表示该对位装置坐标系与该机器人坐标系间的转换关系的一第四齐次矩阵，并且依据该第四齐次矩阵计算该对位装置坐标系中的点位于该机器人坐标系上的相对位置。

2.如权利要求1所述的机器手臂的坐标系校正设备，其中该对位装置为一3D机器视觉感测器。

3.如权利要求2所述的机器手臂的坐标系校正设备，其中该工具校正程序包括用以取得该工具中心点相对于该法兰面的一位移量的一工具尺寸校正程序，以及用以取得该工具中心点相对于该法兰面的一旋转量的一工具方向校正程序，并且该处理器基于该位移量及该旋转量建立该第二齐次矩阵；其中该处理器于执行该工具尺寸校正程序时，控制该对位装置对该工具进行影像分析，并基于影像分析数据控制该工具以不同姿态令该工具中心点抵达该三维空间中的同一个定位点，同时记录该工具在各个姿态下的坐标信息，并依据这些坐标信息计算该工具的一绝对尺寸；该处理器于执行该工具方向校正程序时，控制该工具基于不同高度与角度于该三维空间中移动，并由该对位装置对该工具进行影像分析以获得该工具的位置与倾斜角度，并借此计算该工具的一方向向量。

4.如权利要求1所述的机器手臂的坐标系校正设备，其中该对位装置包括一光遮断感测器以及一2D视觉获取器，该光遮断感测器发射一光束，该2D视觉获取器于该视野范围中获取一2D影像，该光束落在该视野范围内并与该2D影像共同形成该三维空间，其中，该处理器控制该工具以不同姿态遮断该光束以通过该光遮断感测器执行该工具校正程序。

5.如权利要求4所述的机器手臂的坐标系校正设备，其中该光遮断感测器设置于一水平表面，并且该光束具有一固定高度。

6.如权利要求4所述的机器手臂的坐标系校正设备，其中该工具校正程序包括用以取得该工具中心点相对于该法兰面的一位移量的一工具尺寸校正程序，以及用以取得该工具中心点相对于该法兰面的一旋转量的一工具方向校正程序，并且该处理器基于该位移量及该旋转量建立该第二齐次矩阵，其中该处理器于执行该工具尺寸校正程序时，控制该工具在不同姿态下让该工具中心点抵达同一个定位点并遮断该光束，分别记录该工具在各个姿态下的坐标信息，并依据所述坐标信息计算该工具的一绝对尺寸；该处理器于执行该工具方向校正程序时，控制该工具基于不同高度移动并遮断该光束，分别计算要遮断该光束所需的该法兰面的一横向位移量，并依据多笔横向位移量计算该工具的一方向向量。

7.如权利要求4所述的机器手臂的坐标系校正设备，其中该处理器于执行该三点定位程序时，控制该工具移动并令该工具中心点先后抵达该三维空间中的同一二维平面上的三个定位点，并依据该三个定位点的坐标信息执行该三点定位程序。