[发明专利]一种机械手位置标定系统及标定方法

说明书

本发明属于机械手技术领域，尤其涉及一种机械手位置标定系统，包括标定平台、位置待标定的机械手、超声波探头、激光雷达、辅助标定块和数据采集处理设备，所述机械手位于所述标定平台上方，所述超声波探头设置于所述机械手最前端的侧壁上，所述激光雷达设置于所述标定平台上，用于扫描所述机械手和所述辅助定位块，所述辅助标定块位于所述标定平台上，所述激光雷达和所述超声波探头分别与所述数据采集处理设备电连接。另外，本发明还提供一种采用该位置标定系统的位置标定方法。相比于现有技术，本发明标定精度高，标定效率高且成本低。

技术领域

本发明属于机械手技术领域，尤其涉及一种机械手位置标定系统及标定方法。

背景技术

机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中。

机械手位置标定是离线编程技术实用化的关键技术之一。通过标定可以将机械手的位姿误差大幅度降低，进而将机械手的绝对精度提高到重复精度的水平。所谓标定就是应用测量手段和基于模型的参数识别方法辨识出机械手模型的准确参数，从而提高机械手绝对精度的过程。然而现有的标定方法得到的数据不够准确，标定精度也不够，大部分还需要人工进行标定，需要一定的人工成本，而且效率低。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种机械手位置标定系统，标定精度高，标定效率高且成本低。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种机械手位置标定系统，包括标定平台、位置待标定的机械手、超声波探头、激光雷达、辅助标定块和数据采集处理设备，所述机械手位于所述标定平台上方，所述超声波探头设置于所述机械手最前端的侧壁上，所述激光雷达设置于所述标定平台上，用于扫描所述机械手和所述辅助定位块，所述辅助标定块位于所述标定平台上，所述激光雷达和所述超声波探头分别与所述数据采集处理设备电连接。

作为本发明所述的机械手位置标定系统的一种改进，所述激光雷达为旋转式激光雷达。

作为本发明所述的机械手位置标定系统的一种改进，所述超声波探头以空气作为工作介质。

作为本发明所述的机械手位置标定系统的一种改进，所述辅助标定块的移动通过机械程序控制。

作为本发明所述的机械手位置标定系统的一种改进，所述数据采集处理设备包括数据采集模块、数据处理模块和雷达图处理模块，所述数据采集模块与所述数据处理模块通信连接，所述数据处理模块与所述雷达图处理模块通信连接。

本发明的另一个目的在于：提供一种采用所述的机械手位置标定系统的机械手位置标定方法，包括以下步骤：

1)启动激光雷达和数据采集处理设备，将辅助标定块放置于标定平台的位置A，采集激光雷达点云数据；

2)数据采集处理设备将激光雷达点云数据进行坐标变换，变换到机械手的坐标系下，然后根据坐标范围提取出辅助标定块所产生的点云，最后计算出辅助标定块与机械手的相对位置；

3)数据采集处理设备将将机械手的位置、辅助标定块的位置和标尺以雷达图的形式保持下来，同时，将机械手上的超声波探头探测到其与辅助标定块之间的数据换算成距离信息，并将距离信息标注于雷达图中；

4)将辅助标定块移动至其它位置，重复步骤1)至3)的操作多次，得到多幅雷达图；

5)数据采集处理设备对多幅雷达图进行处理，比较辅助标定块到机械手的距离和超声波探头探测到的数据换算得到的距离信息，计算两者之间的误差，得到每个标定位置的误差范围；

6)将不同误差范围用不同颜色标识绘制在新的雷达图中，得到每个标定位置的误差范围分布图，根据该误差范围分布图可直观读出机械手的位置信息。