機器人工具中心點的視覺校正方法技術

一種機器人工具中心點的視覺校正方法，用于準確校正機器人工具中心點，機器人建立有一個基礎工具坐標系，包括以下步驟：A、在實際工具中心點附近設立預估工具中心點并以其為原點建立預估工具坐標系；B、使視覺鏡頭拍攝工具中心點并建立視覺坐標系；C、得到視覺坐標系和預估工具坐標系的縮放比例；D、工具中心點繞預估坐標軸N1旋轉角度1；E、工具中心點繞預估坐標軸N2旋轉角度2；F、利用角度1、2，縮放比例及旋轉1、2后工具中心點在視覺坐標系的坐標計算出預估工具中心點位置和實際工具中心點位置的偏差；G、修改控制器中預估工具中心點的參數；重復步驟A～G直到偏差值位于偏差范圍。利用該校正方法，校正精度高且校正方法簡單。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種機器人的校正方法，尤其涉及一種エ業機器人工具中心點(ToolCenter Point,以下簡稱TCP)的視覺校正方法。
技術介紹
機器人技術在エ業領域得到廣泛應用，例如自動裝配、焊接等。通過在機器人末端安裝不同的執行機構(例如刀具或治具)來完成各種作業任務，而末端執行機構的準確度直接影響著機器人的操作精度。即機器人工具坐標系中TCP的準確度成為機器人實現精準操作的重要指標。在安裝末端執行機構后，通常需要知道TCP相對于基礎工具坐標系的準確坐標值。然而，由于人工裝配末端執行機構、機器人本身結構或是機器人自定義的工具坐標系都會存在有一定誤差，導致機器人TCP存在一定誤差。利用人工手動進行修正吋，比較費吋、費力，而且誤差比較大。
技術實現思路
鑒于上述內容，有必要提供ー種校正精確度高且校正簡單的機器人的TCP視覺校正方法。一種，用于準確確定機器人末端執行機構的エ具中心點的實際位置，機器人還包括驅動末端執行機構移動的驅動機構以及控制驅動機構驅動的控制器，機器人建立有基礎工具坐標系，包括以下步驟A、在機器人的實際TCP位置附近設立預估TCP，以預估TCP為原點建立預估工具坐標系，預估TCP位置為Ptl,實際TCP位置為P1 ;B、使視覺鏡頭拍攝實際TCP，將視覺鏡頭拍攝的畫面建立ー個視覺坐標系，視覺鏡頭拍攝后，實際TCP位置P1在視覺坐標系中的坐標為P1' ;c、得到視覺坐標系和預估工具坐標系的縮放比例；D、控制器控制該驅動機構驅動該末端執行機構繞預估工具坐標系的坐標軸N1旋轉角度0 i，得到實際TCP位置的坐標變為P2，視覺鏡頭拍攝后，實際TCP位置在視覺坐標系中的坐標變為P2’ ；E、控制器控制該驅動機構驅動該末端執行機構繞預估工具坐標系的坐標軸N2旋轉角度一坐標軸N1與坐標軸N2為不同坐標軸，得到實際TCP位置的坐標變為P3,視覺鏡頭拍攝后，實際TCP位置在視覺坐標系中的坐標變為P3’ ；F、利用旋轉的角度β i、S 2，視覺坐標系和預估工具坐標系的縮放比例，以及末端執行機構旋轉6 2后，實際工具中心點位置在視覺坐標系中移動的距離計算出預估工具中心點位置Ptl和實際工具中心點位置P1之間的偏差，將計算出的偏差與允許偏差范圍最大值相比較，若偏差小于或等于允許偏差范圍最大值則完成坐標校正，若偏差大于允許偏差范圍的最大值，則進行步驟G ;G、修改控制器中預估工具中心點的參數，使預估工具中心點補償該偏差距離，將修改后的預估工具中心點設為新的預估工具中心點，重復步驟A>直至完成坐標校正。上述視覺校正方法，由于設定一個預估TCP位置，建立預估工具坐標系，設機器人末端執行機構的TCP位置為實際TCP位置，通過控制器控制驅動機構驅動末端執行機構繞預估TCP位置坐標軸旋轉，且通過視覺鏡頭記錄實際TCP位置繞預估TCP位置坐標軸旋轉后視覺坐標系中移動后的坐標，得出預估TCP位置和實際TCP位置之間的偏差距離，通過控制器修改預估TCP參數，使預估TCP補償該偏差距離，將修改后的預估TCP設為新的預估TCP,并重復校正動作，直到末端執行機構的實際TCP位置與預估TCP位置之間的偏差達到允許偏差范圍。利用該視覺校正坐標方法，經過多次校正后，校正精度較高，且校正方法簡單，校正容易實現。附圖說明圖I是具有本專利技術實施方式的機器人視覺校正方法的流程圖。圖2是圖I所示機器人視覺校正方法的立體示意圖。圖3是圖2所示機器人局部放大圖。圖4是圖I所示機器人視覺校正方法中測縮放比例時的坐標示意圖。圖5是圖I所示機器人視覺校正方法中TCP繞Ze軸旋轉180°時的坐標示意圖。圖6是圖I所示機器人視覺校正方法中TCP繞Ze軸旋轉90°時的坐標示意圖。圖7是圖I所示機器人視覺校正方法中TCP繞Ze軸旋轉90°時的坐標示意圖。圖8是圖I所示機器人視覺校正方法中預估TCP位置移動偏差距離時的坐標示意圖。主要元件符號說明權利要求1.一種，用于準確確定機器人末端執行機構的エ具中心點的實際位置，所述機器人還包括驅動所述末端執行機構移動的驅動機構以及控制所述驅動機構驅動的控制器，所述機器人建立有基礎工具坐標系，其特征在于，包括以下步驟 A、在機器人的實際工具中心點位置附近設立預估工具中心點，以預估工具中心點為原點建立預估工具坐標系，預估工具中心點在基礎坐標系中的位置為Po，實際工具中心點位置為P1 ； B、使視覺鏡頭拍攝實際工具中心點，將視覺鏡頭拍攝的畫面建立ー個視覺坐標系，視覺鏡頭拍攝后，實際工具中心點位置P1在視覺坐標系中的坐標為P1'； C、得到視覺坐標系和預估工具坐標系的縮放比例； D、控制器控制所述驅動機構驅動所述末端執行機構繞預估工具坐標系的坐標軸N1旋轉角度6 i，得到實際工具中心點位置的坐標變為P2，視覺鏡頭拍攝后，實際工具中心點位置在視覺坐標系中的坐標變為P2’ ； E、控制器控制所述驅動機構驅動所述末端執行機構繞預估工具坐標系的坐標軸N2旋轉角度6 2，坐標軸N1與坐標軸N2為不同坐標軸，得到實際工具中心點位置的坐標變為P3,視覺鏡頭拍攝后，實際工具中心點位置在視覺坐標系中的坐標變為P3’ ； F、利用旋轉的角度62，視覺坐標系和預估工具坐標系的縮放比例，以及末端執行機構旋轉5ぃ& 2后，實際工具中心點位置在視覺坐標系中移動的距離計算出預估工具中心點位置Ptl和實際工具中心點位置P1之間的偏差，將計算出的偏差與允許偏差范圍最大值相比較，若偏差小于或等于允許偏差范圍最大值則完成坐標校正，若偏差大于允許偏差范圍的最大值，則進行步驟G ; G、修改控制器中預估工具中心點的參數，使預估工具中心點補償該偏差距離，將修改后的預估工具中心點設為新的預估工具中心點，重復步驟A F直至完成坐標校正。2.如權利要求I所述的，其特征在于所述視覺鏡頭包括能將步驟C中所述縮放比例測出的圖像分析単元。3.如權利要求I所述的，其特征在于所述步驟C包括以下步驟 所述控制器控制驅動機構驅動末端執行機構在預估工具坐標系中移動ー個實際移動距離；在視覺鏡頭中得出一個視覺移動距離，所述實際移動距離和視覺移動距離的比值為視覺坐標系相對于預估工具坐標系的縮放比例； 所述控制器控制所述驅動機構驅動所述末端執行機構回復到初始位置。4.如權利要求I所述的，其特征在于所述步驟D還包括以下步驟 所述控制器控制所述驅動機構驅動所述末端執行機構繞坐標軸N1旋轉角度6 !之后，使末端執行機構恢復到初始位置。5.如權利要求4所述的，其特征在于所述步驟E還包括以下步驟 所述控制器控制所述驅動機構驅動所述末端執行機構繞坐標軸N2旋轉角度5 2之后，使末端執行機構恢復到初始位置。6.如權利要求I所述的，其特征在于預估工具坐標系的坐標軸平行于基礎工具坐標系的坐標軸，所述視覺鏡頭與所述預估工具坐標系的一個坐標平面平行，所述角度6 180°，所述角度52為90°，所述步驟D和步驟E之間還包括以下步驟 使末端執行機構回復到初始位置后，所述控制器控制所述驅動機構驅動所述末端執行機構繞預估工具坐標系中與視覺坐標系平行的坐標軸N3旋轉角度Q 3，其中P3為90°，得到實際工具中心點位置變為P4，視覺鏡頭拍攝后，實際工具中心點位置在視覺坐標系中的坐標為P4’ ； 使末本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種機器人工具中心點的視覺校正方法，用于準確確定機器人末端執行機構的工具中心點的實際位置，所述機器人還包括驅動所述末端執行機構移動的驅動機構以及控制所述驅動機構驅動的控制器，所述機器人建立有基礎工具坐標系，其特征在于，包括以下步驟:A、在機器人的實際工具中心點位置附近設立預估工具中心點，以預估工具中心點為原點建立預估工具坐標系，預估工具中心點在基礎坐標系中的位置為P0，實際工具中心點位置為P1；B、使視覺鏡頭拍攝實際工具中心點，將視覺鏡頭拍攝的畫面建立一個視覺坐標系，視覺鏡頭拍攝后，實際工具中心點位置P1在視覺坐標系中的坐標為P1“；C、得到視覺坐標系和預估工具坐標系的縮放比例；D、控制器控制所述驅動機構驅動所述末端執行機構繞預估工具坐標系的坐標軸N1旋轉角度？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？1，得到實際工具中心點位置的坐標變為P2，視覺鏡頭拍攝后，實際工具中心點位置在視覺坐標系中的坐標變為P2“；E、控制器控制所述驅動機構驅動所述末端執行機構繞預估工具坐標系的坐標軸N2旋轉角度2，坐標軸N1與坐標軸N2為不同坐標軸，得到實際工具中心點位置的坐標變為P3，視覺鏡頭拍攝后，實際工具中心點位置在視覺坐標系中的坐標變為P3“；F、利用旋轉的角度1、2，視覺坐標系和預估工具坐標系的縮放比例，以及末端執行機構旋轉1、2后，實際工具中心點位置在視覺坐標系中移動的距離計算出預估工具中心點位置P0和實際工具中心點位置P1之間的偏差，將計算出的偏差與允許偏差范圍最大值相比較，若偏差小于或等于允許偏差范圍最大值則完成坐標校正，若偏差大于允許偏差范圍的最大值，則進行步驟G；G、修改控制器中預估工具中心點的參數，使預估工具中心點補償該偏差距離，將修改后的預估工具中心點設為新的預估工具中心點，重復步驟A~F直至完成坐標校正。dest_path_image001.jpg,885863dest_path_image001.jpg,144806dest_path_image001.jpg,492611dest_path_image001.jpg,495202dest_path_image001.jpg,284166dest_path_image001.jpg...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱隆恩，付淑君，趙剛，
申請(專利權)人：鴻富錦精密工業深圳有限公司，鴻海精密工業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：