[发明专利]一种基于空间两点投影的协同机器人基坐标系标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种机器人标定方法，尤其是涉及了一种基于空间两点投影的协同机器人基坐标系标定方法，涉及工业生产中的焊接，搬运，雕刻以及喷涂等诸多工业机器人复杂柔性化系统制造领域。

背景技术

随着工业4.0时代的到来，许多领域诸如大型复杂零部件的加工，装配和搬运，无夹具系统的焊接，喷涂以及雕刻等，传统的单个机器人已经不能很好的满足其加工要求，因此研究具有协同作业关系的多机器人系统将成为工业发展的必然趋势。多机器人系统在协同作业时需要预先对其每个机器人的相对位置进行标定确认，即对于具有协同作业关系的机器人之间需要精确的对其基坐标系进行标定，从而准确的知道每个机器人基坐标系之间的相对位姿关系，然后才能对其运行的轨迹进行准确规划。

当前工业生产中，针对多机器人系统的基坐标系标定依然缺乏较为有效的方法，主要分为两大类：接触式标定方法和非接触式标定方法，非接触式标定方法中一般都需要增加外部传感器和测量仪等装置，标定步骤繁琐以及精度也较为有限。现有的接触式标定方法中，已经提出有通过插孔、法兰盘接触等方法，标定步骤较非接触式标定方法也有了一定优化，但插孔、法兰盘重合等方式中示教的难度较大，需要选定的标定点数量较多并且选择规则复杂。

发明内容

为了解决多机器人协同作业系统的基坐标系标定问题，本发明的目的是提出了一种基于空间两点投影的协同机器人基坐标系标定方法，针对基坐标系z轴垂直于同一平面的协同机器人系统，不需要增加外部的精密传感仪器以及其他测量工具，更简单，高效，可行性更强，通过让具有协同作业关系的两机器人以任意姿态握手到达空间的两个标定点，基于空间投影的几何约束关系，从而快速，精确的对其机器人基坐标系进行相对位姿的标定。

本发明采用的技术方案是采用以下步骤：

第一步：将所有n台机器人以相互之间具有协同关系的任意两台机器人为一个小组作为最小标定单位进行划分；

所述第一步中所有n台机器人划分后至少共划分有n-1个小组。

第二步：在最小标定单位的两台机器人R_i，R_j中，建立两台机器人各自的基坐标系F_i，F_j，在两台机器人各自基坐标系原点O_i，O_j连线的两侧各任意确定一个标定点，作为公共工作空间中的两个标定点P1和P2；

第三步：将该两台机器人的末端点分别在标定点P1和标定点P2处以握手方式接触，获得以下各自机器人的关节转角信息；

ⁱR₁(ⁱθ₁,ⁱθ₂,ⁱθ₃…ⁱθ_n)^jR₁(ⁱθ₁,ⁱθ₂,ⁱθ₃…ⁱθ_n)

ⁱR₂(ⁱθ₁,ⁱθ₂,ⁱθ₃…ⁱθ_n)^jR₂(ⁱθ₁,ⁱθ₂,ⁱθ₃…ⁱθ_n)