[发明专利]机器人系统的自动标定方法

说明书

本发明公开一种机器人系统的自动标定方法，包括：提供一个具有球体的球棒部件；将球棒部件固定至安装在机器人的法兰盘上的末端执行工具上；在目标点的周围设置三个距离传感器，用于分别检测至球体的表面的实际距离；根据三个距离传感器检测到的三个实际距离控制机器人分别以多种不同的姿态将球体的中心精确地移动到目标点，并根据机器人在目标点的位姿数据计算出球体的中心相对于法兰盘的中心的传递矩阵Ts；和根据公式Tt＝Ts*Tc计算末端执行工具的中心相对于机器人的法兰盘的中心的传递矩阵Tt。因此，在本发明中，无需根据图像来识别球体的中心，从而极大地提高了机器人系统的标定效率。

技术领域

本发明涉及一种机器人系统的自动标定方法。

背景技术

在现有技术中，对于机器人系统的标定，一般采用人工示教的方法，例如，手动地控制机器人以多种不同的姿态(对于六轴机器人而言，一般为四种或更多种不同的姿态)将安装在机器人的法兰盘上的末端执行工具(或称为末端执行器)的中心移动到同一目标点。但是，由于需要通过人眼来判断末端执行工具的中心是否移动到同一目标点，因此，不可避免地会存在误差，导致末端执行工具的中心相对于机器人的法兰盘的中心的传递矩阵的标定不准确，而且手动地控制机器人以多种不同的姿态到达同一目标点和依靠人眼判断是否到达同一目标点的工作非常费时，影响工作效率。对于需要经常更换末端执行工具的机器人系统，在每更换一次末端执行工具之后，都要进行一次重新标定，非常麻烦，非常费时。

在现有技术中，还曾提出过一种基于标定的视觉传感器自动执行机器人系统的标定的技术方案，在该技术方案中，在视觉传感器的引导下控制机器人以多种不同的姿态将安装在机器人的法兰盘上的末端执行工具的中心移动到同一目标点。与用人眼来判断末端执行工具的中心是否到达同一目标点相比，该技术方案省时省力。但是，在该技术方案中，视觉传感器需要识别末端执行工具的中心，由于末端执行工具的几何结构比较复杂，识别非常困难，特别是对于需要经常更换末端执行工具的机器人系统，每更换一次末端执行工具之后，都要重新识别末端执行工具的中心，非常麻烦，非常费时。

此外，在前述现有技术中，视觉传感器一般为摄像机，识别处理系统根据视觉传感器拍摄到的图像来识别末端执行工具的中心。但是，根据拍摄到的图像识别末端执行工具的中心的计算量非常大，导致识别速度很慢，严重地降低了机器人系统的标定效率。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

根据本发明的一个目的，旨在于提供一种机器人系统的自动标定方法，其能够精确地且高效地完成机器人系统的标定工作。

根据本发明的一个方面，提供一种机器人系统的自动标定方法，包括如下步骤：

S100：提供一个球棒部件，所述球棒部件具有一个连接杆和附接在所述连接杆的一端上的球体；

S200：将所述球棒部件的连接杆的另一端固定至安装在机器人的法兰盘上的末端执行工具上；

S300：在一个已知的目标点的周围设置三个距离传感器，用于分别检测至所述球体的表面的实际距离；

S400：根据三个距离传感器检测到的三个实际距离控制所述机器人分别以多种不同的姿态将所述球体的中心精确地移动到所述目标点，并根据所述机器人在所述目标点的位姿数据计算出所述球体的中心相对于所述法兰盘的中心的传递矩阵Ts；和

S500：根据下面的公式(1)计算所述末端执行工具的中心相对于所述机器人的法兰盘的中心的传递矩阵Tt，

Tt＝Ts*Tc (1)，其中

Tc为所述末端执行工具的中心相对于所述球体的中心的传递矩阵，并且传递矩阵Tc是已知的、固定不变的。