[发明专利]一种基于视觉测量技术的机器人示教方法

说明书

本发明提供了基于视觉测量技术的机器人示教方法，步骤：固定坐标转换部；先获取坐标转换部坐标系与机器人机座坐标系的转换关系，并进行绑定；当相机被更换或者被移动后，再采集坐标转换部在新相机坐标系下的坐标，并基于所述转换关系对机器人机座坐标系进行标定；获取机器人上的工具输出端在机器人机械接口坐标系下的位姿；将光笔或探测标靶的探测端调整到工具输出端需要到达的位姿，采集此时的探测端在相机坐标系下的位姿；将示教位姿转换到机器人机座坐标系，并判断工具输出端处于示教位姿时机器人手腕要到达的位姿是否在机器人的工作空间内；如是则进行示教。本发明示教效率高、示教成本低。

技术领域

本发明属于视觉测量技术领域，具体涉及一种基于视觉测量的机器人示教方法。

背景技术

利用机器人进行自动化重复作业时，需要借助于视觉系统对机器人进行精确的路径规划和示教，目前主要有如下三种方法：方法1，采用3D数模规划路径，规划完路径后在现场进行坐标测量和坐标转换，完成路径姿态规划；方法2，采用与机器人一对一固定连接的结构光加视觉系统，通过结构光和视觉测量得到工件或目标结构的三维模型，由专业工程师通过标注后再规划机器人路径；方法3，采用带电拖动自动化执行机构的方式，直接拖动自动化执行机构末端到达目标点，在示教装置上操作设置为目标点，或通过示教器操作进行示教。

前述方法1的缺点：需要专业工程师进行3D数模处理、现场坐标测量和坐标系转换才能完成机器人路径姿态规划；前述方法2的缺点：通过结构光和视觉测量得到工件或目标结构的三维模型后，必须由专业工程师标注后才能规划路径，一套结构光三维视觉系统固定连接一台机器人，不易对多台机器人快速示教，不满足小批量多规格柔性化生产对快速简单示教的要求；前述方法3的缺点：拖动带电自动化执行机构的关节臂时，各关节电机在保持和释放扭矩间切换时造成顿挫感，不能连续顺滑采点，人工定位精度不高，同时拖动关节臂和操作示教器反复切换，耗时费力。

发明内容

本发明目的在于采用新的技术路线，提供一种基于视觉测量技术的机器人示教方法，至少用于解决现有机器人示教方法不能针对多台机器人快速采集路径规划需要的位姿信息的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种基于视觉测量技术的机器人示教方法，其特征在于，步骤包括：

步骤1，在机器人上固定坐标转换部，该坐标转换部上至少包括三个不在同一直线上的标记点；

步骤2，先获取坐标转换部坐标系与机器人机座坐标系的转换关系，并进行绑定；当视觉测量系统的相机被更换或者被移动后，再采集坐标转换部在新相机坐标系下的坐标，并基于所述转换关系对机器人机座坐标系进行标定；

步骤3，获取机器人上的工具输出端在机器人机械接口坐标系下的位姿；

步骤4，将光笔或探测标靶的探测端调整到工具输出端需要到达的位姿，采集此时的探测端在相机(新相机)坐标系下的位姿，定义为示教位姿；

步骤5，结合步骤2的标定结果，将示教位姿转换到机器人机座坐标系，并判断工具输出端处于示教位姿时机器人手腕要到达的位姿是否在机器人的工作空间内；如是，则将该示教位姿用于机器人示教；如否，则输出示教无效或调整建议。

本发明的步骤3中：当工具结构和工具输出端在机器人机械接口坐标系下的位姿已知时，直接计算出工具输出端在工具坐标系到机器人机械接口坐标系的转换关系；当工具结构和工具输出端在机器人机械接口坐标系下的位姿未知时，借助于光笔或探测标靶以及视觉测量系统，采集工具输出端在机器人机械接口坐标系下的位姿。

为更好地解决现有示教方法存在操作难度大，必须配置专业技术人员方可实施的问题，步骤1和步骤2具体包括：

将坐标转换部固定安装在机器人的机座上，确保坐标转换部位于视觉测量系统的相机视野范围内；