[发明专利]用于机器人机械臂的一致性补偿方法

权利要求书

1.用于机器人机械臂的一致性补偿方法，其特征在于，基于相互配合的末端检测设备及位置测量设备实现，所述末端检测设备安装于机器人机械臂上且包括标定球，其中，机器人安装在机器人坐标系T_r的原点，所述位置测量设备包括球心检测单元和移动单元，所述球心检测单元安装于移动单元上；球心检测单元包括四个激光位移传感器，四个激光位移传感器的激光束相交于检测单元坐标系L的原点O_L；所述移动单元包括三轴滑台，所述三轴滑台的任意两轴相互垂直且相交于测量设备坐标系T_u的原点；所述标定球与位置测量设备的相对位置固定，所述检测单元坐标系L与测量设备坐标系T_u的相对关系固定；

所述一致性补偿方法包括：

在三轴滑台的运动范围内任意选择两个采样点a、b；

通过位置测量设备测得采样点a在测量设备坐标系T_u下的坐标为Tua；采样点b在测量设备坐标系T_u下的坐标为Tub；标定球的球心C在测量设备坐标系T_u下的坐标为Tuo_L；

对机器人进行示教得到标定球运动到采样点a时机器人输出的球心C在机器人坐标系T_r下的实际坐标Tra；

设定标定球的球心C在检测单元坐标系L下的坐标为^LC；根据检测单元坐标系L与测量设备坐标系T_u的相对关系得出标定球运动到采样点a时球心C在测量设备坐标系T_u下的理论坐标Tura；

开始测试，机器人由采样点a运动到采样点b，采集标定球运动到采样点b时机器人输出的球心C在机器人坐标系T_r下的实际坐标Trb；

根据检测单元坐标系L与测量设备坐标系T_u的相对关系得出标定球运动到采样点b时球心C在测量设备坐标系T_u下的理论坐标Turb；

计算在设备坐标系T_u中采样点a、b的坐标理论差Turd＝Tura-Turb以及在机器人坐标系T_r下采样点a、b的坐标实际差Trd＝Tra-Trb；

计算两个坐标系下矢量的模并求差的绝对值得到机器人运动误差

判断机器人运动误差是否超过误差容忍值，若是，则对机器人进行一致性补偿并计算补偿量Trd′＝Turd/kru；其中，kru＝Trd/Turd；

根据补偿量对采样点位置进行补偿并计算补偿后机器人运动的补偿位置。

2.根据权利要求1所述的用于机器人机械臂的一致性补偿方法，其特征在于，所述四个激光位移传感器分别为第一激光位移传感器、第二激光位移传感器、第三激光位移传感器和第四激光位移传感器，且第一激光位移传感器的激光束和第三激光位移传感器的激光束位于检测单元坐标系L的XY平面，且关于检测单元坐标系L的Y轴对称。

3.根据权利要求2所述的用于机器人机械臂的一致性补偿方法，其特征在于，所述第一激光位移传感器的激光束和第三激光位移传感器的激光束与检测单元坐标系L的Y轴之间的夹角为θ₁，θ₁的取值范围为30°～70°。

4.根据权利要求3所述的用于机器人机械臂的一致性补偿方法，其特征在于，所述第二激光位移传感器的激光束和第四激光位移传感器的激光束位于检测单元坐标系L的YZ平面，且关于检测单元坐标系L的Y轴对称。

5.根据权利要求4所述的用于机器人机械臂的一致性补偿方法，其特征在于，所述第二激光位移传感器的激光束和第四激光位移传感器的激光束与检测单元坐标系L的Y轴之间的夹角为θ₂，θ₂的取值范围为30°～70°。