[发明专利]一种激光自标定实现零点标定的方法

说明书

本发明公开了一种激光自标定实现零点标定的方法，所述激光跟踪测长仪为一个单频激光干涉仪安装在有两个互相垂直的旋转自由度的机构中心上的仪器，所述跟踪仪的反射靶为一个内部安装了角锥反射镜的球，角锥的顶点与球心重合，激光跟踪仪可以跟踪在空间运动的靶并测量靶的圆心在跟踪仪旋转中心为原点的极坐标系中的极坐标，即原点到靶的中心的距离和两点连线的两个方向角。本发明使得激光目标点的实际位置恰好位于预期位置上，从而实现激光自标定的零点标定。

技术领域

本发明涉及零点标定技术领域，具体为一种激光自标定实现零点标定的方法。

背景技术

通常激光的重复定位精度很高(可达0.01mm)，但绝对定位精度很差(仅几个毫米)。如果要使用机器壁的离线编程方法或者是进行高精度测量，激光的目标点位置精度将会是一个非常令人关心的问题。机器人末端执行器的位置一般在其工作空间内描述，但是这些位置通过驱动关节电动机获得，整个过程在角度空间里进行。因某些原因(例如:机械加工的精度、装配误差、磨损、传动误差、负载变化和环境影响等)使得机器人控制器所使用的运动学模型与真实的运动学模型不一致，从而导致用机器人内部运动学模型来驱动关节电动机获得末端执行器位置时，得到的激光目标点的实际位置将会偏离预期的位置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光自标定实现零点标定的方法，以解决上述背景技术中提出的机器人内部运动学模型来驱动关节电动机获得末端执行器位置时，得到的激光目标点的实际位置将会偏离预期的位置问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光自标定实现零点标定的方法，所述激光跟踪测长仪为一个单频激光干涉仪安装在有两个互相垂直的旋转自由度的机构中心上的仪器，所述跟踪仪的反射靶为一个内部安装了角锥反射镜的球，角锥的顶点与球心重合，激光跟踪仪可以跟踪在空间运动的靶并测量靶的圆心在跟踪仪旋转中心为原点的极坐标系中的极坐标，即原点到靶的中心的距离和两点连线的两个方向角。

优选的，一种激光自标定实现零点标定的方法，包括以下步骤：

a.测量动平台上铰链点的位置。固定并联机床的一根杆，使它既不伸缩，也不绕任何轴转动，即固定该杆在动平台上的铰链点在空间的位置。将测量平台放到动平台前，激光跟踪仪安装到其中一个定位孔上。测量动平台上安放好三个靶镜，并设其中一个为靶镜A。使动平台运动到某一位置静止不动，用激光跟踪仪在三个定位孔上分别检测到三个靶镜的距离，由得到的数据可以计算出动平台上三个靶镜中点在测量坐标系中的坐标。重复上述过程多次，选择靶镜A的4个不在同一平面内的坐标。由空间解析几何知，已知4个不共面的点P(x，y，z)，i＝1，2，3，4，过这4点的球面方程是

X²+Y²+Z² X Y Z 1＝0

X²₁+Y²₁+Z²₁ X₁ Y₁ Z₁ 1＝0

X²₂+Y²₂+Z²₂ X₂ Y₂ Z₂ 1＝0

X²₃+Y²₃+Z²₃ X₃ Y₃ Z₃ 1＝0