[发明专利]一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法及装置，杆长标定方法包括原DH参数表，确定要标定的原杆长尺寸；确定原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂；将靶球固定在靶球固定关节臂上，并单独旋转标定关节臂；采用激光跟踪仪对靶球进行跟踪，连续测量靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置；根据标定圆周半径或标定圆心位置，计算出标定杆长尺寸，生成新DH参数表。在本发明实施例中，杆长标定方法及装置有装置简单、标定空间大、操作简单方便和成本低等优点，可以直接标定测量机器人的杆长尺寸，具有很好的实用性。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，具体而言，涉及一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法及装置。

背景技术

机器人的误差来源主要有两个方面，一是由于加工、制造、装配和磨损等原因造成的几何误差；二是由于机器人伺服系统、减速机本身的精度以及连杆的刚度、环境等原因造成的非几何误差。

机器人的连杆参数误差属于几何参数误差，通过标定技术可以对机器人的杆长尺寸进行重新标定，以对机器人连杆参数进行补偿，从而提高机器人的位置准确度。目前常用的标定方法如下：第一种是采用Dynalog的专业标定设备，同时需要配套相应的软件才能使用，设备体积庞大，标定空间有限，操作繁琐复杂，而且价格昂贵；第二种是使用激光跟踪仪以及安装在机器人末端的T-Mac进行位姿测量，同样需要配套相应的软件才能使用，标定空间小，操作繁琐复杂，价格同样昂贵；第三种是用视觉的原理进行标定，自动化程度低，标定精度无法与前面两种标定方式相提并论。

因此，亟需一种标定方法及装置，解决现有标定方法中设备体积庞大、标定空间有限、操作繁琐复杂和价格昂贵等问题，从而更好地对机器人的杆长尺寸进行重新标定，以更好地对机器人连杆参数进行补偿，更好地提高机器人的位置准确度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法及装置，所述杆长标定方法及装置有装置简单、标定空间大、操作简单方便和成本低等优点，可以直接标定测量机器人的杆长尺寸，无需复杂计算，具有很好的实用性。

相应的，本发明实施例提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法，所述杆长标定方法包括：

绘制工业机器人的原DH参数表，确定要标定的原杆长尺寸；

确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂；

将靶球固定在所述靶球固定关节臂上，并单独旋转所述标定关节臂；

采用激光跟踪仪对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置；

根据所述标定圆周半径或所述标定圆心位置，计算出标定杆长尺寸，并替换所述原DH参数表中的原杆长尺寸，生成新DH参数表。

可选的实施方式，所述原DH参数表根据所述工业机器人的连杆参数和各轴的旋转方向绘制而成。

可选的实施方式，所述确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂，包括：

绘制所述工业机器人的平面结构图；

根据所述平面结构图，确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂。

可选的实施方式，所述激光跟踪仪采用最小二乘法圆弧拟合算法或双圆弧拟合算法将所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周。

可选的实施方式，所述杆长标定方法还包括：