[发明专利]一种机器人装配系统误差自动标定与补偿装置及方法

权利要求书

1.一种机器人装配系统误差自动标定与补偿装置及方法，其特征在于：具有如下步骤：

步骤1.根据装配需求，确定机器人装配平台上待装配的所有工位，即目标点A共计N_A个，其第i个目标点A_i的理论位置坐标计为A_iT(X_iT，Y_iT，Z_iT)，同时根据各目标点的位置和装配精度要求，确定整个装配平台上需布局的标定块B的数量N_B及其位置，利用标定块的定位基准面在相应位置安装好标定块，并将第j个标定块B_j上的特征点C_j的理论位置坐标计为C_jT(X_jT，Y_jT，Z_jT)；

步骤2.参考各标定块B_j特征点的理论位置坐标C_jT，首先基于视觉方法对其实际位置进行粗定位，进而基于力觉方法对其实际位置进行精确定位，获取标定块上特征点C_j的实际位置坐标C_jR(X_jR，Y_jR，Z_jR)；

步骤3.根据目标点A_i的理论位置坐标，选择与其距离最近的m个标定块特征点，建立特征点理论位置坐标与实际位置坐标之间的误差矩阵模型C_T＝D_i·C_R，通过该误差矩阵模型拟合预测目标点A_i的误差，进而得到目标点A_i的实际坐标值A_iR(X_iR，Y_iR，Z_iR)，对该装配平台上的所有目标点执行上述操作，即可实现误差自动补偿。

2.根据权利要求1所述的一种机器人装配系统误差自动标定与补偿装置及方法，其特征在于，所述补偿装置包括视觉系统(I)、力觉系统(II)、工业机器人(III)和标定块(B)，其中，视觉系统(I)包括转接部件(1)、工业相机(2)、相机固定架(3)、高度调节板(4)、光源固定架(5)、光源(6)；力觉系统(II)包括定位销(7)、定位销固定架(8)、工装支撑板(9)、快换(10)、力传感器固定板(11)、六维力传感器(12)、末端转接板(13)；视觉系统(I)与力觉系统(II)的结合是将转接部件(1)与末端转接板(13)通过螺栓进行连接，且工业相机(2)的光轴与六维力传感器(12)的轴线平行，结合后的视觉与力觉系统通过末端转接板(13)与工业机器人(III)的法兰盘连接，标定块(B)根据实际需求布置在装配工位上。

3.根据权利要求2所述的一种机器人装配系统误差自动标定与补偿装置及方法，其特征在于：

所述视觉系统(I)中，光源(6)通过螺栓与光源固定架(5)连接，工业相机(2)通过螺栓与相机固定架(3)连接，高度调节板(4)带有两个细长孔(4-1)，细长孔通过第一螺栓螺母与相机固定架(3)连接，进而通过调整第一螺栓螺母在两个细长孔上的位置实现相机高度的调节；转接部件(1)带有双排阵列螺纹孔(1-1)，细长孔通过第二螺栓螺母与转接部件(1)上的螺纹孔连接，进而通过调整第二螺栓螺母在双排阵列螺纹孔(1-1)上的位置实现光源和相机高度的统一调节；工业相机(2)位于光源(6)的正上方，相机光轴与光源轴线同轴，且光源不会遮挡相机成像视野；

所述力觉系统(II)中，各部件连接顺序为：定位销(7)、定位销固定架(8)、工装支撑板(9)、快换(10)连接、力传感器固定板(11)、六维力传感器(12)、末端转接板(13)；定位销固定架(8)的底部带有柱形沉孔(8-1)，定位销(7)与沉孔之间为销孔配合，定位销(7)顶部沿着轴线方向设有螺纹孔，通过螺栓与螺纹孔装配使得定位销(7)与定位销固定架(8)之间为刚性联接。