[发明专利]工业机器人位姿特性中互换性的测量方法

说明书

本发明涉及机器人位姿特性检测技术领域，尤其为一种工业机器人位姿特性中互换性的测量方法，包括如步骤：步骤1、坐标准直测量；步骤2、指令位姿测量；步骤3、位姿互换性计算。本发明，是工业机器人如何借助三维空间测量仪完整有效地进行位姿特性中的互换性测量以及其操作原理说明。通过学习本文的位姿特性中互换性的测量方法，既可以快速了解到工业机器人如何进行位姿特性中互换性测量来获取精确的位姿特性数据检验工业机器人性能指标，还可以知道其操作流程的原理说明。

技术领域

本发明涉及机器人位姿特性检测技术领域，具体为一种工业机器人位姿特性中互换性的测量方法。

背景技术

工业机器人作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段，已成为衡量一个国家制造业水平和科技水平的重要标志。目前我国正处于加快转型升级的重要时期，以工业机器人为主体的机器人产业，正是破解我国产业成本上升、环境制约问题的重要路径选择。而工业机器人的位姿特性是检验工业机器人性能是否合格的一项重要指标，所以如何借助三维空间测量仪来进行位姿特性中互换性的测量也显得越来越重要。但是，目前关于使用三维空间测量仪进行位姿特性中互换性的测量方法都没有一套完整的操作流程以及操作原理说明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业机器人位姿特性中互换性的测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种工业机器人位姿特性中互换性的测量方法，包括如下步骤：

步骤1、坐标准直测量：机器人按照示教器的指令，依次到达测量坐标准直的指令位姿点位，每到达一个指令位姿点位，使用三维空间测量仪采集此时的球极坐标点位，再转换成测量仪的直角坐标点位，总共需要记录5组测量仪的直角坐标点位数据，然后，通过5组指令位姿点位数据和5组测量仪的直角坐标点位数据就可以计算出旋转矩阵R、平移矩阵T，也就是测量仪直角坐标系和机器人直角坐标系的转换关系，即坐标准直，往后测量仪的坐标点位数据采集，可以直接使用这个坐标准直关系进行转换成机器人的坐标点位；

步骤2、指令位姿测量：机器人按照示教器的指令，对P1、P2、P3、P4和P5指令位姿响应n次，每次响应时记录此时的测量仪的球极坐标点位，再通过球极坐标系与直角坐标系的转换获取测量仪的直角坐标点位，接着通过两个直角坐标系的变换，就可以得到机器人此时的实到位姿点位，采用相同的机械安装基础，连续完成5台同型号工业机器人测量后，开始计算位姿特性中互换性的计算；

步骤3、位姿互换性计算：根据换性计算公式，从5组互换性中选取最大的那组作为最终结果。

进一步的，坐标准直测量包括测量坐标点位选取，该测量坐标点位选取包括坐标准直的坐标点位选取，位姿测量的坐标点位选取。

进一步的，标准直的坐标点位选取：根据机器人的工作空间由C1-C8构成机器人最大空间的立方体，在由C1、C2、C7和C8构成的矩形斜平面中选取任意不同的五个空间点位坐标；位姿测量的坐标点位选取：根据机器人的工作空间，在由C1、C2、C7和C8构成的矩形斜平面中选取P1、P2、P3、P4和P5的空间点位坐标，并且P2、P3、P4和P5空间点位坐标能按顺时针方向构成的一个矩形以及能最大程度的占据机器人的工作空间，而P1在P2到P5空间点位所围成矩形区域的中心位置。

进一步的，直角坐标系的转换关系包括首先，三维空间测量仪采集机器人末端法兰盘的球极坐标点位数据方位角仰角θ和距离γ数据，然后通过球极坐标系与直角坐标系转换，可以获取测量仪的直角坐标点位数据，最后，再完成三维空间测量仪坐标系与机器人坐标系的坐标转换。

进一步的，球极坐标系(γ、θ、)与直角坐标系(x、y、z)转换公式如下：

z＝γ·cosθ