[发明专利]一种基于成像方式的机械臂校准方法及装置

权利要求书

1.一种基于成像方式的机械臂校准装置，其特征在于：包括点光源、线扫描相机、系统控制器、吸附部、标定模板以及机械臂，系统控制器控制机械臂的吸附部件将标定模板平行的固定在机械臂的末端，点光源以及系统控制器分设在线扫描相机的两侧；

标定模板包括X轴、中心点、Y轴，十字交叉点位于模板的中心点，另外，从十字线的末端向外间隔均匀的刻有5个以上的从细到粗的回字型框；

复位机械臂，让机械臂运行到初始起始位置，打开点光源，打开线扫描相机，启动机械臂，让机械臂水平按其最高重复定位精度为单位运动距离，保持匀速运动，同时每运动一次后，机械臂发出一个行信号，触发线扫描相机扫描一行，当整个标定模板扫描完后成像系统自动生产一张完整的图片；

控制系统对此图像的明暗、清晰度，形变，边缘的起始刻度位置进行分析，再依据分析结果依次调整机械臂X，Y，Z轴的位置，机械臂每调整一次，系统进行一次成像分析，直到成像效果达到预先设定的标准为止，此时机械臂的初始状态及精度达到最佳，从而完成了校准。

2.如权利要求1所述的基于成像方式的机械臂校准装置，其特征在于：5个以上的从细到粗的回字型框包括第1回型框、第2回型框、第3回型框、第4回型框以及第5回型框。

3.一种基于成像方式的机械臂校准方法，其特征在于，利用权利要求1至2任意一项所述的机械臂校准装置，具体包括以下几个步骤：

步骤一、首先对机械臂的Z轴进行校准，此时主要分析图片中5个回字型框的清晰度，如果某一方向不清晰，则需要逐步调整机械臂Z轴的水平度让图像整体变清晰；接着分析整体亮度，如果图片亮度没达到预定值，则需要逐步调整Z轴的高度，直到亮度值达到最佳状态，此时完成了Z轴的校准；

步骤二、对机械臂的X轴进行校准，此时主要分析图片中十字型轴的X轴的倾斜度，如果朝一个方向倾斜，则需要逐步向相反的方向调整机械臂X轴的水平度，直到图片中十字型轴的X轴垂直没有偏差，此时完成了X轴的校准；

步骤三、对机械臂的Y轴进行校准，此时主要分析图片中十字型轴的Y轴的倾斜度，如果朝一个方向倾斜，则需要逐步向相反的方向调整机械臂Y轴的水平度，直到图片中十字型轴的Y轴垂直没有偏差，此时完成了Y轴的校准；

步骤四、当机械臂的Z,X,Y轴都校准好后，再采集一张完整的图片，对图片的边缘进行分析，判断图像边缘对应的标定模板上的刻度，从而推算出机械臂实际的起始位置与理论值之间的偏差，将这个偏差值反馈给机械臂控制系统，调整机械臂起始位置后再次采集图像，对图片的边缘进行分析，直到图像左侧边缘与十字型轴的Y轴重合，图像的中心线与十字型轴的X轴重合，此时完成了机械臂初始位置的校准。