[发明专利]一种关节机器人的单关节定位精度标定方法

说明书

本申请涉及工业机器人技术领域，公开了一种关节机器人的单关节定位精度标定方法，本申请在标定时，关节机器人仅一个关节转动，而其他关节都保持在零位不动，通过获取在各测量点位目标点在相机中的成像情况来标定单关节的转动精度，由于不需要建立复杂的数学模型，简化了现有的标定方法中复杂的计算过程，因此本申请的整个标定过程简单、操作方便，并且还提高了标定效率。

技术领域

本申请涉及工业机器人技术领域，具体涉及机器人的自动标定，尤其涉及一种关节机器人的单关节定位精度标定方法。

背景技术

关节机器人的定位精度取决于很多因素，主要包括：机器人零部件的加工制造误差、机器人的传动结构误差以及机器人连杆和关节的柔性等因素。标定技术是应用先进的测量手段，辨识出机器人模型的准确参数，从而提高机器人的定位精度的方法。

目前，常采用基于视觉检测系统的关节机器人标定方法，该方法将工业相机安装在机器人的末端，主要通过摄像机的成像特性将需要标定的参数进行分解，建立相应的方程组，然后将离线状态下测量点的位置坐标带入，最终得到需要标定的参数。虽然上述方法建立的模型相当精确，但计算却非异常复杂，同时需要估计适当的初始条件值。例如在现有技术中，公开号为CN112720457A，公开日为2021年04月30日，发明名称为“机器人标定方法、装置、电子设备及存储介质”发明公开文本，其具体的技术方案为：本申请公开了一种机器人标定方法、装置、电子设备及存储介质。本申请的机器人标定方法包括：获取待标定机器人的第一测量数据，第一测量数据包括：待标定机器人的末端在相机坐标系上的第一像素坐标、第二像素坐标及第三像素坐标。根据第一测量数据，获取待标定机器人的第二测量数据，第二测量数据包括：待标定机器人各个关节对应的第一位置与第二位置。根据第二测量数据，计算得到标定系数。根据标定系数，标定待标定机器人的臂长与零点。本申请的机器人标定方法能够减少人为误差，提高机器人绝对定位精度。

上述现有技术即是采用基于视觉检测系统的关节机器人标定方法，该方法关节机器人的定位精度标定需要建立复杂的数学转换模型，得到相应的标定系数，然后根据标定系数，标定待标定机器人的臂长与零点，最终进行补偿。因此，整体数据求解模块计算复杂，数据计算量大，标定过程效率较低，且标定过程对处理器和存储器等硬件要求高。

针对关节机器人可以对每一关节的定位精度单独进行标定，通常在其他关节运动归零的情况下进行标定，机器人的末端位置变化相对简单，可以降低复杂的计算，提高标定效率，以建立一种有效的，快速的视觉检测系统，对关节机器人的定位精度进行标定。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的问题和不足，本申请提出了一种不需要建立复杂的数学模型的关节机器人的单关节定位精度标定方法，整个标定过程简单方便。

为了实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：

一种关节机器人的单关节定位精度标定方法，具体包括以下步骤：

S1. 将相机固定于关节机器人手部末端位置，控制关节机器人其中一个需要标定的关节转动，整个标定过程其余关节都保持在零位不动；

S2. 在目标放置平面上放置一个用于标定检测的目标点，并保持其位置不变，所述目标放置平面平行于需要标定关节的转动平面，调整相机安装位置，让相机的光轴始终垂直于目标点；

S3. 将关节机器人所有的关节回到零位，相机拍下此时目标点的图像，作为零点图片；

S4. 将需要标定的关节逆时针旋转到正极限位置，相机拍下此时目标点的图像；

S5. 以固定的步距，使需要标定的关节向顺时针方向运动，相机拍下标定关节在每一个测量点位时目标点的图像，需要标定的关节在负极限位置停止运动，以标定去程的转动角度；

S6. 继续以固定的步距，使需要标定的关节向逆时针方向运动，相机拍下标定关节在每一个测量点位时目标点的图像，需要标定的关节在正极限位置停止运动，以标定回程的转动角度；