[发明专利]单台机器人工具坐标系的非接触式高精度标定方法

摘要

本发明公开了一种单台机器人工具坐标系的非接触式高精度标定方法，包括以下步骤：第一步，对机器人的基坐标系进行标定；第二步，对机器人的工具坐标系进行标定。本发明所采用的标定指工装套能够对机器人工具坐标系进行有意义的完整标定，标定指工装套能够保证每次操作的可重复性，从而最大程度地降低人为标定产生的误差。本发明与机器人基坐标系的非接触式高精度标定方法以及单台机器人工件坐标系的非接触式高精度标定方法的配合应用，为实现机器人位姿的准确控制、机器人的参数化编程、机器人组的高精度协调工作、机器人位姿变换，机器人系统的搬迁，机器人多工位程序共享，机器人轨迹规划等方面提供了基本的技术基础。

主权项

一种单台机器人工具坐标系的非接触式高精度标定方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，对机器人的基坐标系进行标定；步骤一，安装标定指工装；对于前端未装工具体的机器人，标定指工装采用机器人法兰盘加长杆和空间点位定位装置；安装方法为：将机器人法兰盘加长杆安装到机器人法兰盘上，然后将空间点位定位装置吸附于或者装配于机器人法兰盘加长杆的自由端孔处；对于前端已装工具体的机器人，标定指工装采用空间点位定位装置，安装方法为：将空间点位定位装置直接吸附于或者装配于工具体上；步骤二，基坐标系的标定取点；测量球在空间任意一点P₁，测量球在P₁点沿机器人基坐标系的x正方向运行一段距离后得到P₂，测量球在P₁点沿机器人基坐标系的y正方向运行一段距离后得到P₃；激光测量仪在激光测量仪坐标系下测得P_1j(x₁，y₁，z₁)、P_2j(x₂，y₂，z₂)、P_3j(x₃，y₃，z₃)，在P₁点进行圆拟合后得到P_ej(P_ex，P_ey，P_ez)；步骤三，通过坐标变换的算法，得到单台机器人的基坐标系；i=RjiTij01,]]>从而实现对单台机器人的基坐标系的标定；j=Tie-RjiPexPeyPez,]]>第二步，对机器人的工具坐标系进行标定；步骤一，安装标定指工装；对于前端未装工具体的机器人，标定指工装采用机器人法兰盘加长杆和工具体z向标定套组；安装方法为：将机器人法兰盘加长杆安装到机器人法兰盘上，然后将工具体z向标定套组吸附于或者装配于机器人法兰盘加长杆的自由端孔处；对于前端已装工具体的机器人，标定指工装采用工具体z向标定套组，安装方法为：将工具体z向标定套组直接吸附于或者装配于工具体上；步骤二，工具坐标系的标定取点；使工具体z向标定套组的其中一个测量球移动到空间任意一点P_k，与此同时，另一个测量球同步移动到另一点P₄，测量球从P_k点向工具坐标系的第一象限或第三象限运行一段距离后得到P_Y，通过激光测量仪测得P_kj(x_k，y_k，z_k)，P_4j(x₄，y₄，z₄)，P_Yj(x_Y，y_Y，z_Y)；步骤三，通过坐标变换的算法，得到单台机器人的工具坐标系；e=RteTet01,]]>从而实现对单台机器人的工具坐标系的标定；其中：t1=(Hei)Pk-1RjiPkj+Tij1.]]>