[发明专利]基于视觉传感器的工业机器人现场实时温度补偿方法

摘要

本发明公开一种基于视觉传感器的工业机器人现场实时温度补偿方法，包括以下步骤：(1)在工业机器人基座附近安装固定视觉传感器；(2)在机器人冷态下，通过示教编程，示教并保存一条机器人温度补偿轨迹；(3)冷态下机器人自动运行温度补偿轨迹，并保存校准点冷态坐标；(4)热态下机器人再次运行补偿轨迹，并保存校准点热态坐标；(5)解算温度效应引起的机器人运动学模型参数误差；(6)更新机器人运动学模型参数，并解算机器人工作轨迹中各关节旋转角修正值；(7)机器人进入下一个工作循环，重复步骤(4)至步骤(6)；本方法能够修正温度引起的机器人运动轨迹变化，真正实现机器人温度误差补偿的效果。

主权项

1.基于视觉传感器的工业机器人现场实时温度补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在工业机器人基座附近安装视觉传感器，满足传感器工作距离及测量景深，即传感器安装高度要满足传感器内相机的工作范围将覆盖温度补偿过程中机器人TCP的运动范围；(2)在机器人冷态下，示教一条机器人温度补偿轨迹，补偿轨迹包括校准测量点和轨迹过渡点，校准测量点是指机器人运动至该位置时，视觉传感器可以对机器人末端TCP进行清晰的成像并实现对末端TCP点的定位测量，部分校准测量点之间通过轨迹过渡点衔接；(3)冷态下机器人运行补偿轨迹，保存校准点冷态坐标，机器人运行温度补偿轨迹时，运动至校准测量点机器人控制器的IO端口会向触发视觉传感器输出一个电平信号，视觉传感器收到该电平信号后通过视觉测量模型对末端TCP点进行测量，运动至轨迹过渡点时，不触发传感器进行测量；(4)控制工业机器人在冷态下以慢速运行温度补偿轨迹，在轨迹中的校准测量点处触发视觉传感器对末端TCP点进行测量，并保存各个位置处末端TCP点在视觉传感器坐标系下的坐标，记为冷态坐标Psci；(5)解算温度误差引起的机器人运动学模型参数误差机器人每完成一个工作循环后，都以正常运动速度运行一遍温度补偿轨迹，并保存各个位置处末端TCP点在视觉传感器坐标系下的坐标，记为热态坐标Pswi；冷态下，机器人运动学模型参数X为理论值，机器人在第i个校准测量点处各关节的旋转角度为θ，则机器人末端TCP在机器人基坐标系下的坐标为：Pbci＝T(X,θ)×TCP其中T(X,θ)为机器人运动学模型，TCP为机器人末端TCP点的理论坐标；热态下，机器人运动学模型X参数为X+ΔX，机器人同样以关节旋转角θ运动至第i个校准测量点，则该轨迹点处末端TCP在机器人基坐标系下的坐标为：Pbwi＝T(X+ΔX,θ)×TCP；(6)更新机器人运动学模型参数，并解算机器人工作轨迹中各关节旋转角修正值：根据步骤(5)解算出的机器人运动学模型参数实际值，将机器人运动轨迹的末端点调整至冷态下的位置T(X+ΔX,θ+Δθ)，即T(X+ΔX,θ+Δθ)＝T(X,θ)；(7)机器人进入下一个工作循环，机器人以(θ+Δθ)关节旋转角进行运动，重复步骤(4)至步骤(6)。