[发明专利]一种工业机器人末端工具坐标系标定方法

权利要求书

1.一种工业机器人末端工具坐标系标定方法，所述工业机器人的末端设有第一标定针，其特征在于，坐标系标定方法包括如下步骤：

S1：建立所述第一标定针的第一工具坐标系T1，建立机器人坐标系tool0；

S2：在所述机器人的工作空间内设置第二标定针，将所述第一标定针对准所述第二标定针，记录所述机器人在所述机器人坐标系tool0下的位置P0，记录所述机器人在所述第一工具坐标系T1下的位置P1；

S3：将所述机器人以所述第一工具坐标系T1的Z轴方向旋转180°，将所述第一标定针对准所述第二标定针，记录此时所述机器人在所述第一工具坐标系T1下的位置P2；

S4：通过P1与P2得出位置平均值，通过位置平均值与P1的方向计算出机器人目标点位置P3，将P3进行归一化得到机器人目标点位置P4；

S5：将所述P0和P4构造齐次形式矩阵计算出第一标定针的第二工具坐标系T2；

S6：记录步骤S3中所述机器人在所述机器人坐标系tool0下的位置P5，获取所述第二工具坐标系T2中的第一方向，将所述机器人绕所述第一方向旋转第一角度，并使所述第一标定针对准所述第二标定针，记录此时所述机器人在所述机器人坐标系tool0下的位置P6；

S7：通过P5和P6计算出第三工具坐标系T3中Z坐标位置值，用所述第三工具坐标系T3中Z坐标位置值替换所述第二工具坐标系T2中Z坐标位置值，从而得到第一标定针的所述第三工具坐标系T3，记录步骤S6中所述机器人在所述第三工具坐标系T3下的位置P7；

S8：将所述第一标定针替换为生产工具，将所述生产工具的工作位置点与所述第二标定针的针尖处相接触，记录此时所述机器人在所述第一工具坐标系T1的位置P8；

S9：通过P7和P8计算出所述生产工具的工具坐标系T4。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端工具坐标系标定方法，其特征在于，步骤S4包括：

3.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端工具坐标系标定方法，其特征在于，步骤S6包括：所述工具坐标系T2＝P0^-1*P4。

4.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端工具坐标系标定方法，其特征在于，所述第一方向为所述第二工具坐标系的X轴方向或所述第二工具坐标系的Y轴方向。

5.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端工具坐标系标定方法，其特征在于，所述第一角度在10°-180°之间。

6.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端工具坐标系标定方法，其特征在于，所述第三工具坐标系T3中Z坐标位置值

其中系数A＝[R1_1,3-R2_1,3 R1_2,3-R2_2,3 R1_3,3-R2_3,1]；

系数

R1为P5通过

构造的旋转矩阵；

R2为P6通过构造的旋转矩阵，其中q₀、q₁、q₂和q₃为机器人坐标系tool0中表示方位的四元数。

7.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端工具坐标系标定方法，其特征在于，所述工具坐标系T4＝P7*P8^-1。