[发明专利]一种机器人抓取定位方法

说明书

本发明涉及一种机器人抓取定位方法包括如下步骤：(1)建立系统坐标系并校正机器人工具坐标系；(2)安装相机并完成手眼标定；(3)机器人末端安装夹具并夹取输送线上的工件；(4)确定特征区域，特征区域包括第一相机扫描区域、第二相机扫描区域和第三相机扫描区域，机器人抓取工件依次移动至第一相机扫描区域、第二相机扫描区域和第三相机扫描区域，分别创建上述扫描区域的特征区域模板，分别保存特征区域模板数据以及机器人扫描起始点位置并分别用矩阵表示；(5)重新扫图，分别计算特征区域相对机器人基坐标系的姿态以及相对机器人工具坐标系的旋转偏移矩阵；(6)特征点位置映射；(7)建立工件坐标系；(8)新工件定位。

技术领域

本发明属于机加工技术领域，具体涉及一种机器人抓取定位方法。

背景技术

在机器人打磨领域，铸铁件具有尺寸大、尺寸一致性差、类型品种多、工件重量重等特性，而工件的自动打磨需求越来越多，是未来的一个应用趋势。而当用机器人去上下料的时候，只有知道了工件的位置才能去抓取，对抓手的机械结构和工件位置都具有一定要求，不是任何工件都能随意抓取。目前通常采用的方式是通过导向杆或人工操作使机器人需要去抓取的工件的位置差不多，或者通过视觉或高精度一点的机械结构来对工件进行定位，从而保证工件一定的抓取精度，或者通过设计合适的抓手来纠正前面工件的抓取精度，从而保证后期工件的加工精度。而通过视觉来来对机器人工件抓取精度进行校正的实现比较少，且难以做到通用和较高的精度，所以通过本文的方式使用3D视觉来对机器人抓取精度进行矫正的方式未来具有很大的实用价值，具有可实现性，可靠性、高精度，以及稳定性。

目前常用的机器人抓取定位是通过点激光测量工件表面的几个位置得到工件位置变化前后的偏移量来计算机器人抓取工件后位置的变动量，从而矫正后期工件的加工精度；或是通过抓手的机械结构去倒正使工件每次都被抓在差不多的位置从而保证机器人的抓取精度，即通过机械结构去矫正工件的定位精度。

现有技术采用的方法如下：通过小视野的双目结构光3D相机实现机器人抓取工件后的定位。采用大视野的双目结构光3D相机进行机器人抓取工件后一次性定位计算。通过点激光测量计算机器人抓取工件后的工件位置偏移。通过抓手的机械结构来对抓取的工件进行对位，从而保证抓取精度。上述技术的缺陷如下：1、采用双目结构光3D相机的方式第一是相机硬件成本要翻几倍，第二是大视野整体定位精度不如局部定位精度，整体会受工件的工况质量影响。2、通过用点激光去测量工件表面变动前后的位置偏移量去给工件做定位的方式存在点激光测量结果不准确的风险，工件底面的工况、以及工件本身的一致性对测量结果影响很大，可能会输出错误的结果；测量精度可靠性低，且只有x、y、z三个方向的值，如果工件存在角度变化的话直接结果就是降低工件的定位精度，定位结果具有不可靠因素。3、采用机器人上安装的工装夹具的机械机构来实现工件的定位、抓手抓取工件后，通过机械结构对位来保证工件的抓取精度，因此机械结构的定位精度直接影响后续工件加工精度，如果工装结构设计不合理可能还会存在工件夹紧的过程中工件位置会存在少许的偏移，以及长时间使用后工装磨损的情况，这些最终都会影响后期工件的加工精度。

综上所述，亟需提供一种适用于任何对机器人抓取后有后续加工精度要求的设备或系统，适用性强，对环境光线无要求的机器人抓取定位方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于任何对机器人抓取后有后续加工精度要求的设备或系统，适用性强，对环境光线无要求的机器人抓取定位方法。

上述目的是通过如下技术方案实现：一种机器人抓取定位方法，包括如下步骤：

(1)建立系统坐标系并校正机器人工具坐标系：系统坐标系包括机器人基坐标系、机器人工具坐标系和3D相机坐标系；

(2)安装相机并完成手眼标定；

(3)机器人末端安装夹具并夹取输送线上的工件；