[发明专利]工业机器人末端TCP转移方法

权利要求书

1.一种工业机器人末端TCP转移方法，其特征是，包括工业串联机器人(1)、机器人示教器(2)、计算机(3)、测量设备(4)和通过工装(5)安装于机器人末端(6)上的被测靶球(7)；工业串联机器人和机器人示教器数据连接，计算机分别与机器人示教器和测量设备数据连接；包括如下步骤：

1-1，所述工业串联机器人为M轴机器人，4≤M≤6，机器人末端为第M关节；工作人员获取工业串联机器人的第M-1关节至M关节之间的杆长长度dL_M-1；确定工业串联机器人的工具坐标系的X轴方向、Z轴方向及机器人腕部结构类型；

1-2，将工业串联机器人复位至零位，机器人示教器控制工业串联机器人的第M-1关节的转轴从零位开始顺时针连续转动N次，N≥5；同时测量设备测量被测靶球在测量坐标系下的N个位置的坐标P_M-1；

工作人员通过机器人示教器控制工业串联机器人的第M关节的转轴从零位开始顺时针连续转动N次，同时测量设备测量被测靶球在测量坐标系下的N个位置的坐标P_M；

1-3，计算机利用N个坐标P_M-1和N个坐标P_M，计算被测靶球相对于机器人末端TCP的偏移量；

1-4，计算机将偏移量输入到机器人示教器中使用；

1-5，计算机对机器人末端TCP转移的结果进行验证，若三轴偏移误差均小于设定的阈值W，则末端TCP转移成功，即已经将机器人末端的中心点移至被测靶球上；否则返回步骤1-2。

2.根据权利要求1所述的工业机器人末端TCP转移方法，其特征是，步骤1-3包括如下具体步骤：

1-3-1，计算机利用N个坐标P_M-1计算确定空间圆形O_M-1、空间圆形O_M-1所在平面的单位法向量V_M-1、空间圆形O_M-1的圆心C_M-1的坐标和空间圆形O_M-1的半径R_M-1；

计算机利用坐标P_M计算确定空间圆形O_M、空间圆形O_M所在平面的单位法向量V_M、空间圆形O_M的圆心C_M的坐标和空间圆形O_M的半径R_M；

1-3-2，根据机器人腕部结构类型，计算机建立工业串联机器人的末端坐标系；

1-3-3，计算机计算单位法向量V_M-1和单位法向量V_M的叉乘，将叉乘的结果作为单位向量ToolX：ToolX＝(Tx.x,Tx.y,Tx.z)；

1-3-4，计算机将单位法向量V_M设定为单位向量ToolZ：ToolZ＝(Tz.x,Tz.y,Tz.z,)；

设ToolY等于ToolX和ToolZ的叉乘，将单位向量ToolY表示为：ToolY＝(Ty.x,Ty.y,Ty.z)；

1-3-5，计算机设过圆心C_M-1，以V_M为法向量的平面为M₃,可得圆心C_M在平面M₃上的投影点Wrist，在测量坐标系下的点Wrist的坐标为(X′₆,Y′₆,Z′₆)；

计算机利用ToolX、ToolY、ToolZ和Wrist的坐标构成从末端坐标系到测量坐标系的转换矩阵T；

其中，Wrist为T的位置数据，ToolX、ToolY和ToolZ为T的姿态数据；

1-3-6，假设工业串联机器人在零位时，被测靶球在末端坐标系下的向量ToolCoord为：ToolCoord＝(fx,fy,fz)；

由测量设备测得被测靶球在测量坐标系下的向量Meas为Meas＝(mx,my,mz)；

则可得，在测量坐标系下：

计算机将向量ToolCoord在末端坐标系下的X轴、Y轴和Z轴上的分量分别称为X轴偏移量X_移、Y轴偏移量Y_移和Z轴偏移量Z_移。