[发明专利]工业机器人末端重复定位精度测量装置与方法

权利要求书

1.一种工业机器人末端重复定位精度测量装置，其特征在于，包含激光发射器(12)、云台、反射板(13)、位移调节装置以及照相机(15)；

所述云台安装在工业机器人末端上，激光发射器安装在云台上，反射板(13)安装在位移调节装置上；激光发射器(12)发出的激光射线能够到达反射板(13)上，照相机(15)能够拍摄到激光射线在反射板(13)上的光点；

所述云台包含全方位云台(11)，所述位移调节装置包含抬升装置(14)；

所述位移调节装置采用竖直放置、水平放置或倾斜放置，能够根据实际应用场合进行调整；

反射板(13)水平安装在抬升装置(14)上，抬升装置(14)驱动发射板竖直上下运动；照相机(15)安装在反射板(13)上方；

所述全方位云台(11)包含横轴(32)与竖轴(31)；

激光发射器(12)发出的激光射线对应的空间直线在长度延伸方向上与以下两条轴线相交：横轴(32)旋转中心轴；竖轴(31)旋转中心轴；

所述抬升装置(14)包含伺服电机(24)、螺杆(21)、光杆(22)以及支撑结构(25)；

伺服电机(24)与光杆(22)均紧固安装在支撑结构(25)上，螺杆(21)紧固安装在伺服电机(24)的电机轴上；

反射板(13)上设置有导向孔与螺孔，光杆(22)、螺杆(21)分别穿设在导向孔、螺孔中；

还包含控制器，所述控制器包含以下模块：

图像模块：获取照相机(15)拍摄的照片，对照片进行图像处理，提取得到光点坐标信息；

定位模块：根据光点坐标信息，计算获得重复定位精度。

2.一种工业机器人末端重复定位精度测量方法，其特征在于，包含组合拍摄步骤与末端位置计算步骤；

所述组合拍摄步骤包含以下步骤：

步骤S1：将机器人移动到设定位置，调整全方位云台(11)的两个转动角度，使激光射线在反射板(13)上留下光点，令照相机(15)拍摄照片Q1；

步骤S2：保持全方位云台(11)固定，控制抬升装置(14)抬升反射板(13)高度h，保证反射板(13)上有光点，令照相机(15)拍摄照片Q2；

步骤S3：保持抬升装置(14)固定，改变全方位云台(11)的转动角度，使激光射线角度改变，保证反射板(13)上有光点，令照相机(15)拍摄照片Q3；

步骤S4：保持全方位云台(11)固定，控制抬升装置(14)降低反射板(13)高度h，保证反射板(13)上有光点，令照相机(15)拍摄照片Q4；

末端位置计算步骤：对照片Q1、照片Q2、照片Q3以及照片Q4进行图像处理，读出各照片中光点的坐标，结合高度h，计算得到工业机器人末端位置。

3.根据权利要求2所述的工业机器人末端重复定位精度测量方法，其特征在于，还包含以下步骤：

测试次数判定步骤：判断工业机器人末端位置的计算次数是否达到了设定次数，若否，返回执行组合拍摄步骤；若是，执行重复定位精度计算步骤；

重复定位精度计算步骤：根据多次工业机器人末端位置的计算结果，计算获得工业机器人末端重复定位精度。

4.根据权利要求2所述的工业机器人末端重复定位精度测量方法，其特征在于，末端位置计算步骤中，读得的照片Q1、照片Q2、照片Q3、照片Q4中光点的坐标分别为(x₁,y₁,z₁)、(x₂,y₂,z₂)、(x₁',y₁',z₁')、(x₂',y₂',z₂')，根据如下公式计算获得工业机器人末端位置的坐标(x,y,z)：

上述坐标均为在空间直角坐标系中的坐标，式中：d₁、d₂、d₃、X₁、Y₁、Z₁、X₂、Y₂、Z₂、X₃、Y₃、Z₃均为中间变量。