[发明专利]一种三自由度并联机器人的末端误差校正系统及方法

说明书

本发明属于机器人领域，公开了一种三自由度并联机器人的末端误差校正系统及方法，所述末端误差校正系统包括：并联机器人本体以及视觉定位系统；其中，并联机器人本体包括：电子舱、静平台、3组对称排布的并联机构和动平台，电子舱中安装有并联机器人运动控制系统，并联机构包括：臂舵机、主动臂以及从动臂；视觉定位系统包含：至少4台视觉定位摄像机，1台视觉定位装置和3个被动式反光靶标，其中，视觉定位摄像机和视觉定位装置之间通过有线或者无线方式组网，3个被动式反光靶标分别固定在静平台、动平台中心点处以及一臂舵机输出轴处。根据本发明三自由度并联机器人的末端误差校正系统及方法在保证定位精度的同时，有效控制了实施的成本。

技术领域

本发明属于机器人领域，涉及一种机器人的末端误差校正系统及方法，特别涉及一种三自由度并联机器人的末端误差校正系统及方法。

背景技术

随着智能制造水平的不断提升，自动化生产线对机器人需求也越来越大。并联机器人的发展比串联机器人晚的多，诞生距今不过几十年时间，但由于其具有结构简单、精度高、承载能力强等特点，有着越来越广泛的应用场景。

为了实现对并联机器人的精确控制，需要对装配好的并联机器人末端进行误差校正。现有的一种方法是通过提高加工和装配精度，来保证并联机器人的末端定位精度，但这种方法只能一定程度上改善精度，且对于定位精度要求较高的应用场景，成本太大。

另一种方法是对装配好的机器人进行误差校正，但现有方案往往要用到三维激光跟踪仪等贵重仪器进行误差测量，这种方案限制了误差校正方法的应用范围。

发明内容

(1)技术问题

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种简单有效、便于现场应用的三自由度并联机器人的末端误差校正系统及方法。

(2)技术方案

根据本发明的一方面，提供了一种三自由度并联机器人的末端误差校正系统，包括：并联机器人本体以及视觉定位系统；其中，并联机器人本体包括：电子舱、1个静平台、3组对称排布的并联机构和1个动平台，电子舱中安装有并联机器人运动控制系统，并联机构包括：臂舵机、主动臂以及从动臂；视觉定位系统包含：至少4台视觉定位摄像机，1台视觉定位装置和3个被动式反光靶标，其中，视觉定位摄像机和视觉定位装置之间通过有线或者无线方式组网，3个被动式反光靶标分别固定在静平台、动平台中心点处以及一臂舵机输出轴处。

根据本发明的另一方面，还提供了一种利用上述误差校正系统的一种三自由度并联机器人的末端误差校正方法，包括如下步骤：

(1)视觉定位系统初始化；

利用视觉定位装置对多台视觉定位摄像机进行时钟同步和图像校准，建立视觉定位坐标系O_v-x_vy_vz_v，该坐标系z_v轴竖直向上，x_v轴和y_v轴都在水平面内。

(2)视觉定位装置建立并联机器人的误差映射模型；

以并联机器人3个臂舵机输出轴轴线所围成的三角形中心O为坐标系原点，z轴垂直静平台竖直向上，x轴为从原点O指向1号臂舵机输出轴的轴线且与静平台所在水平面平行，建立右手坐标系O-xyz，即为并联机器人本体系，绕z轴正向旋转依次为2号和3号舵机。由空间矢量法可得到动平台中心的位置矢量

r＝r_si+l_iu_i+L_iw_i