[发明专利]一种工业机器人三维实时高精度定位装置及方法

摘要

本发明公开了一种工业机器人三维实时高精度定位装置及方法。该装置包括工业机器人系统、工业计算机和相机单元，工业计算机通过第一千兆以太网与工业机器人控制器相连接后接入工业机器人系统，工业计算机通过第二千兆以太网与相机单元相连，其中相机单元为主动相机单元或者多相机单元。该方法如下：根据特征点与实际目标点的位置，设置相机单元的位置状态；建立机器人空间中三维坐标到相机空间中二维坐标的映射关系；获取目标点在三维机器人空间中的位置，工业机器人控制器发送命令控制机器人向目标点运动，将机器人定位到目标点上；通过判断最终定位到实际目标点上。本发明不需要进行标定，且具有定位精度高、视野范围广、实时性好的优点。

主权项

一种工业机器人三维实时高精度定位装置，其特征在于，包括：工业机器人系统（1）、工业计算机（2）和相机单元（3），其中工业计算机（2）包括变权重相机空间定位单元（2‑1）、图像处理单元（2‑2）和机器人运动控制单元（2‑3），机器人运动控制单元（2‑3）包括机器人正运动学单元（2‑3‑1）和机器人逆运动学单元（2‑3‑2）两部分，其中图像处理单元（2‑2）通过变权重相机空间定位单元（2‑1）与机器人运动控制单元（2‑3）相连；工业计算机（2）通过第一千兆以太网（5）与工业机器人控制器（6）相连接，工业机器人控制器（6）的控制端接入工业机器人系统（1），工业计算机（2）通过第二千兆以太网（4）与相机单元（3）相连；所述工业机器人系统（1）包括六自由度工业机器人（1‑0）、激光发射装置（1‑1）和工装机构（1‑2），其中工装机构（1‑2）的初始端刚性固定在六自由度工业机器人（1‑0）的末端，且与六自由度工业机器人（1‑0）的前臂共轴；工装机构（1‑2）的末端设置有特征点（1‑6）和工具（1‑5），特征点（1‑6）位于工装机构（1‑2）顶端与其轴线成30°～60°夹角的上斜面，工具（1‑5）刚性固定在工装机构（1‑2）的下方；激光发射装置（1‑1）设置在六自由度工业机器人（1‑0）前臂，使激光发射装置（1‑1）发射出的激光线投射到工作平台（1‑3）上；相机单元（3）将实时采集的图像输入工业计算机（2）中的图像处理单元（2‑2）进行处理，并将处理结果发送给变权重相机空间定位单元（2‑1）；机器人正运动学单元（2‑3‑1）将当前六自由度工业机器人（1‑0）的状态信息进行处理后发送给变权重相机空间定位单元（2‑1）；变权重相机空间定位单元（2‑1）对接收到的信息进行综合处理后发送给机器人逆运动学单元（2‑3‑2）；机器人逆运动学单元（2‑3‑2）与工业机器人控制器（6）进行网络通信发送命令控制六自由度工业机器人（1‑0）运动。