[发明专利]工业机器人绝对精度标定系统及标定方法

权利要求书

1.一种工业机器人绝对精度标定系统，其特征在于包括：三球座装置(3)、末端测量装置(1)、计数器(8)及数据处理单元；所述三球座装置(3)相对于机器人(2)的基座固定设置，所述末端测量装置(1)通过机器人法兰(16)与机器人(2)连接，所述末端测量装置(1)还与计数器(8)连接，所述计数器(8)、机器人(2)分别与数据处理单元连接；

所述三球座装置(3)包括三颗精密钢球(4)和三个锥形球座(11)，所述三个锥形球座(11)固定在底板(13)上，所述三颗精密钢球(4)分别安装于三个锥形球座(11)上；

所述末端测量装置包括三个位移传感器(15)，所述三个位移传感器(15)成环形布局且彼此相隔120°，所述位移传感器(15)的测量端安装有具有球形测头的测针(14)，在所述测针(14)接触所述三球座装置(3)中待测的精密钢球(4)时，所述测针(14)的球形测头的球心能产生轴向位移；

所述计数器(8)包括第一采集模块，所述第一采集模块至少用于获取所述末端测量装置中位移传感器输出的信号；

所述数据处理单元包括第二采集模块、第三采集模块、第一计算模块和第二计算模块，所述第二采集模块至少用于获取机器人(2)的关节角信息，所述第三采集模块至少用于获取计数器(8)发送的位移测量信息，所述第一计算模块至少用于根据第二采集模块、第三采集模块采集的信息计算所述三球座装置(3)中精密钢球(4)的理论球心坐标，所述第二计算模块至少用于依据所述精密钢球(4)的理论球心坐标与所述三球座装置(3)中精密钢球(4)的实际球心坐标之间的位置误差信息以及绝对精度标定算法进行迭代计算；

所述三球座装置中的三颗精密钢球(4)用于定义外部世界坐标系{w}，所述外部世界坐标系{w}用于描述机器人系统中的所有坐标系，基于所述三颗精密钢球(4)的球心点位置分布能够确定所述外部世界坐标系{w}的原点、XOY平面及各坐标轴的位置与方向，所述末端测量装置用于测量所述精密钢球(4)的球心相对于机器人法兰坐标系{F}的位置坐标，所述外部世界坐标系{w}与基坐标系{0}之间的初始位姿变换矩阵能够根据两者的位置安装关系获得，以及，在所述世界坐标系{w}下，所述三颗精密钢球(4)的实际球心坐标分别表示为P₁、P₂、P₃。

2.根据权利要求1所述的工业机器人绝对精度标定系统，其特征在于：所述锥形球座(11)还与磁性机构配合，所述精密钢球(4)至少是在所述磁性机构的磁力作用下安装于相应的锥形球座(11)上。