[发明专利]具有端部工具计量位置坐标确定系统的机器人系统

权利要求书

1.一种与机器人结合使用的端部工具计量位置坐标确定系统，所述机器人包括：

可移动臂配置，其中，所述可移动臂配置包括位于所述可移动臂配置的远端附近的端部工具安装配置，且所述机器人配置为移动所述可移动臂配置，以便在端部工具工作空间中沿着至少两个维度移动安装到所述端部工具安装配置的端部工具的至少一部分；以及

运动控制系统，其配置为至少部分地基于使用包含在所述机器人中的至少一个位置传感器感测和控制所述可移动臂配置的位置，以限定为机器人精度的精度水平控制端部工具位置，所述端部工具计量位置坐标确定系统包括：

端部工具，其配置为安装到所述可移动臂配置的远端附近的端部工具安装配置；

第一成像配置，其包括第一相机，所述第一成像配置具有光轴；

XY标度，其包括标称平坦的基板和分布在所述平坦基板上的多个相应的可成像特征，其中，所述相应的可成像特征位于所述XY标度上的相应的已知的XY标度坐标上；

图像触发部分，其配置为输入与所述端部工具位置相关的至少一个输入信号，并基于所述至少一个输入信号确定第一成像触发信号的定时，并向所述第一成像配置输出所述第一成像触发信号，其中，所述第一成像配置被配置为响应于接收到所述第一成像触发信号而在图像获取时间获取所述XY标度的数字图像，以及计量位置坐标处理部分，其配置为输入所获取的图像，并识别包含在所获取的所述XY标度的图像中的至少一个相应的可成像特征，以及相关的相应的已知的XY标度坐标位置，其中：

所述端部工具计量位置坐标确定系统配置为使所述XY标度或所述第一成像配置中的可移动的一个联接到所述端部工具，且另一个配置为联接到靠近所述机器人的固定元件并固定，所述XY标度或所述第一成像配置中的固定的一个限定第一参考位置；

在所述端部工具计量位置坐标确定系统的操作配置中，标度平面限定为标称地与所述XY标度的平坦基板重合，且法向于所述标度平面的方向被限定为标度成像轴线方向，且所述XY标度和/或所述第一成像配置布置成使所述第一成像配置的光轴平行于所述标度成像轴线方向的方向，且布置成使所述标度平面沿所述标度成像轴线方向位于所述第一成像配置的聚焦范围内；

所述端部工具计量位置坐标确定系统配置为使得，当所述XY标度或所述第一成像配置中的可移动的一个和所述XY标度或所述第一成像配置中的固定的一个布置在所述操作配置中，且所述可移动臂配置定位为使所述XY标度在所述第一成像配置的视场中时，则所述计量位置坐标处理部分能够操作为基于确定所识别的至少一个相应的可成像特征在所获取的图像中的图像位置，而以优于所述机器人精度的精度水平确定所述XY标度或所述第一成像配置中的可移动的一个与所述第一参考位置之间的相对位置；以及

所确定的相对位置指示在所述图像获取时间的所述端部工具位置的计量位置坐标，至少针对横向于或垂直于所述标度成像轴线方向中的至少一个的x和y计量位置坐标的矢量分量，其精度水平优于所述机器人精度。

2.如权利要求1所述的端部工具计量位置坐标确定系统，其中：在所述端部工具计量位置坐标确定系统处于所述操作配置中时，所述机器人配置为在平行于所述标度平面的平面中移动所述端部工具和所述XY标度或所述第一成像配置中的可移动的一个。

3.如权利要求2所述的端部工具计量位置坐标确定系统，其中：所述机器人包括至少一个相应的旋转接头，其为所述端部工具提供至少一个相应的旋转自由度；并且所述机器人配置为相对于所述XY标度或所述第一成像配置中的固定的一个平移和旋转所述XY标度或所述第一成像配置中的可移动的一个，包括对应于所述至少一个相应的旋转自由度旋转所述端部工具，以至少标称地提供所述操作配置。

4.如权利要求1所述的端部工具计量位置坐标确定系统，还包括支架，所述支架将所述XY标度或所述第一成像配置中的可移动的一个联接到所述端部工具。

5.如权利要求1所述的端部工具计量位置坐标确定系统，其中，所述XY标度联接到所述端部工具且所述第一成像配置联接到所述固定元件。