[发明专利]一种基于软件的可纠正机器人离线轨迹的标定方法

说明书

本发明公开了一种基于软件的可纠正机器人离线轨迹的标定方法，包括设置核心算法、采集位置点点集数据、软件计算。本发明与现有技术相比的优点在于：作为标定机器人和相关设备相对位置的计算软件，通过精准的标定计算，能够高效、准确的实现机器人离线轨迹在汽车焊装焊装领域内的应用，大大降低了传统方式在实际应用时打来的不便利性和繁琐性，降低了人力物力投入，提高了测量精度和效率，适用性强，便于推广。

技术领域

本发明涉及机器人和夹具、切换盘等设备相对位置的标定计算，具体是指一种基于软件的可纠正机器人离线轨迹的标定方法。

背景技术

如果机器人离线运用的准确高效，则需要精准的算出机器人底座坐标系与相关设备自身零点坐标系相对位置(这种位置关系，以下统称base)，还有精准的工具坐标系(以下统称TCP)，但是目前市面上，只是通过标定设备标定机器人法兰盘中心的位置，进行base的计算，大大加大了标定工作量、误差不可视、TCP标定不出来等问题，导致标定的离线偏差很大，功夫白白浪费。

因此，设计出一种通过标定机器人工具端任意位置且能够精准计算出base、tcp、误差可视的解决机器人离线轨迹准确应用的标定软件势在必行。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于软件的可纠正机器人离线轨迹的标定方法，包括下列步骤：

S1、设置核心算法，核心算法利用机器人走不同姿态的6个轨迹点，通过机器人示教器可以得到基于机器人坐标系(A坐标系)的机器人末端法兰坐标系轨迹点的6个位置数据点集(X、Y、Z、RX、RY、RZ)；

S2、激光系统或三坐标关节臂以夹具、焊枪存放架自身标定点建立测量坐标系(B坐标系)，分别采集机器人这六个不同姿态的工具端相同位置在B坐标系的六个空间点位置(X、Y、Z)；

S3、将机器人六个位置数据点集(X、Y、Z、RX、RY、RZ)、激光系统或三坐标关节臂采集的六个空间点位置(X、Y、Z)输入带有核心算法的标定软件中，通过点集计算出设备的B坐标系与机器人的A坐标系之间的位置关系BASE，得到标定拟合的误差，根据误差判断轨迹离线应用的精确度；

核心算法通过坐标系位置关系的矩阵运算，列出了六个矩阵等式，通过python提供的numpy和leastsq库，解出了base、tcp和误差等结果，并把结果显示到软件界面上，具体为核心算法通过坐标系位置关系的矩阵运算，列出了六个矩阵等式，通过解超定方程组，利用最小二乘法得到线性拟合方程组的解，求解出BASE以及拟合结果误差；通过空间点在两个坐标系的矩阵运算关系，可以求出实际测量的机器人工具坐标系TCP。

本发明与现有技术相比的优点在于：作为标定机器人和相关设备相对位置的计算软件，通过精准的标定计算，能够高效、准确的实现机器人离线轨迹在汽车焊装焊装领域内的应用，大大降低了传统方式在实际应用时打来的不便利性和繁琐性，降低了人力物力投入，提高了测量精度和效率，适用性强，便于推广。

作为改进，核心算法编程采用python开发语言，通过封装成windows可运行软件.exe。

作为改进，核心算法搭载的软件对结果处理，把计算出来的base、tcp和误差另存在指定路径下生成TXT文件。

附图说明

图1是一种基于软件的可纠正机器人离线轨迹的标定方法的工作流程示意图。

图2是一种基于软件的可纠正机器人离线轨迹的标定方法的数据采集流程示意图。

如图所示：1、激光跟踪仪，2、机器人，3、所带工具，4、夹具，5、反射靶球，6、机器人坐标系，7、自身零点坐标系，9、工具坐标系。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。