机械臂标定方法、装置、系统、介质、控制器及机械臂制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机械臂标定方法、装置、系统、介质、控制器及机械臂，应用于机械臂控制技术领域，用以解决现有的机械臂标定方法存在的标定步骤繁琐、标定结果不精确的问题。具体为：机械臂控制器控制机械臂执行预先设定的动作；跟踪器采集跟踪器运动轨迹参数并发送至机械臂控制器；机械臂控制器基于机械臂执行预先设定的动作时的跟踪器运动轨迹参数和机械臂运动轨迹参数，获得机械臂与跟踪器之间的运动轨迹参数变换关系。这样，通过机械臂控制器与跟踪器之间的相互协作，获得了机械臂与跟踪器之间的运动轨迹参数变换关系，实现了机械臂的自动标定，简化了人工标定的操作步骤，而且，自动标定的标定结果较为准确，误差较小。

【技术实现步骤摘要】
机械臂标定方法、装置、系统、介质、控制器及机械臂
本专利技术涉及机械臂控制
，尤其涉及一种机械臂标定方法、装置、系统、介质、控制器及机械臂。
技术介绍
机械臂是拟人手臂、手腕和手功能的电子机械装置，可以把任意一个物件按照空间位姿的时变要求进行移动，从而完成夹持焊钳或焊枪、点焊或弧焊、搬运零件或构件、激光切割、喷涂、装配机械零部件等工业操作。目前，通常采用示教和再现的方式，使机械臂完成相应的工业操作，其中，示教过程是一种通过执行示教动作来引导机械臂进行工业操作的过程，再现过程是一种凭借记忆力来模拟示教动作的过程。一般情况下，示教运动轨迹与机械臂运动轨迹之间存在着一定的变换关系，若要通过示教和再现的方式，使机械臂完成相应的工业操作，需要确定这种变换关系，而这种变换关系的确定过程即为机械臂标定过程。现有技术中，一般通过人工标定方式来确定示教运动轨迹与机械臂运动轨迹之间的变换关系，这种人工标定方式的步骤较为繁琐，而且容易出错，标定结果存在误差。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种机械臂标定方法、装置、系统、介质、控制器及机械臂，用以解决现有技术中的机械臂标定方法存在标定步骤繁琐、标定结果不准确的问题。本专利技术实施例提供的具体技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种机械臂标定方法，应用于机械臂控制器，其中，机械臂标定方法包括：控制机械臂执行预先设定的动作；确定机械臂执行预先设定的动作时的机械臂运动轨迹参数；获取安装在机械臂末端控制器件上的跟踪器在机械臂执行预先设定的动作时采集的跟踪器运动轨迹参数；基于机械臂运动轨迹参数和跟踪器运动轨迹参数，获得机械臂与跟踪器之间的运动轨迹参数变换关系。本专利技术实施例提供了另一种机械臂标定方法，应用于安装在机械臂末端控制器件上的跟踪器，其中，机械臂标定方法包括：在机械臂执行预先设定的动作时，采集跟踪器运动轨迹参数；将跟踪器运动轨迹参数发送至机械臂控制器。本专利技术实施例提供了一种机械臂标定装置，应用于机械臂控制器，其中，机械臂标定装置包括：控制单元，用于控制机械臂执行预先设定的动作；确定单元，用于确定机械臂执行预先设定的动作时的机械臂运动轨迹参数；获取单元，用于获取安装在机械臂末端控制器件上的跟踪器在机械臂执行预先设定的动作时采集的跟踪器运动轨迹参数；标定单元，用于基于确定单元确定出的机械臂运动轨迹参数和获取单元获得的跟踪器运动轨迹参数，获得机械臂与跟踪器之间的运动轨迹参数变换关系。本专利技术实施例提供了另一种机械臂标定装置，应用于安装在机械臂末端控制器件上的跟踪器，其中，机械臂标定装置包括：采集单元，用于在机械臂执行预先设定的动作时，采集跟踪器运动轨迹参数；通信单元，用于将采集单元采集到的跟踪器运动轨迹参数发送至机械臂控制器。本专利技术实施例提供了一种机械臂标定系统，包括：机械臂，机械臂控制器，以及安装在机械臂末端控制器件上的跟踪器，跟踪器与机械臂控制器通信相连，其中，跟踪器，用于在机械臂执行预先设定的动作时，采集跟踪器运动轨迹参数并发送至机械臂控制器；机械臂控制器，用于控制机械臂执行预先设定的动作，并确定机械臂执行预先设定的动作时的机械臂运动轨迹参数，基于确定出的机械臂运动轨迹参数和跟踪器发送的跟踪器运动轨迹参数，获得机械臂与跟踪器之间的运动轨迹参数变换关系。本专利技术实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有可执行程序，该可执行程序被处理器执行实现本专利技术实施例提供的上述应用于安装在机械臂末端控制器件上的跟踪器的机械臂标定方法的步骤；或者，实现本专利技术实施例提供的上述应用于机械臂控制器的机械臂标定方法的步骤。本专利技术实施例提供了一种机械臂控制器，包括存储器、处理器和存储在存储器上的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现本专利技术实施例提供的上述应用于机械臂控制器的机械臂标定方法的步骤。本专利技术实施例提供了一种机械臂，包括本专利技术实施例提供的上述机械臂控制器。本专利技术实施例的有益效果如下：本专利技术实施例中，只需将跟踪器安装在机械臂末端的控制器件上并将预先设定的动作配置在机械臂控制器中，即可通过机械臂控制器与跟踪器之间的相互协作，获得机械臂与跟踪器之间的运动轨迹参数变换关系，从而实现了机械臂的自动标定，简化了人工标定的操作步骤，而且，自动标定的标定结果较为准确，误差较小，此外，通过跟踪器采集的跟踪器运动轨迹参数的精度较高，从而有效地提高了最终获得的运动轨迹参数变换关系的精准度。附图说明图1为本专利技术实施例中提供的机械臂标定系统的系统结构示意图；图2为本专利技术实施例中提供的机械臂标定方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例中提供的以“机械臂控制器控制机械臂执行画圆和画球两个动作”为具体应用场景时的机械臂标定方法的具体流程示意图；图4为本专利技术实施例中提供的以“机械臂控制器仅控制机械臂执行画一条弧线的动作”为具体应用场景时的机械臂标定方法的具体流程示意图；图5为本专利技术实施例中提供的机械臂示教方法的流程示意图；图6为本专利技术实施例中提供的应用于跟踪器的机械臂标定装置的功能结构示意图；图7为本专利技术实施例中提供的应用于机械臂控制器的机械臂标定装置的功能结构示意图；图8为本专利技术实施例中提供的机械臂控制器的硬件结构示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面对本专利技术实施例中涉及的部分技术用语进行说明。跟踪器，为能够定位出自身的位置坐标和姿态角度，并通过无线网络将定位出的位置坐标和姿态角度发送至机械臂控制器的一种定位设备，例如：空间跟踪定位器，或者其它能够实现上述功能的定位设备等。预先设定的动作，为预先配置在机械臂控制器中的任意动作，例如：画一个圆、以机械臂末端为球心画一个球、画一条弧线等，其中，预先设定的动作的数目可以是一个，也可以是两个。跟踪器运动轨迹参数，为在机械臂执行预先设定的动作时，跟踪器跟随机械臂末端控制器件一起运动时的运动轨迹参数，包括但不限于：跟踪器位置坐标和跟踪器姿态角度。机械臂运动轨迹参数，为控制机械臂执行预先设定的动作时机械臂末端的运动轨迹参数，包括但不限于：机械臂末端位置坐标和机械臂末端姿态角度。运动轨迹参数变换关系，为跟踪器运动轨迹参数与机械臂运动轨迹参数之间的变换关系，用于将示教运动时跟踪器采集的示教运动轨迹参数转换成机械臂末端的模拟运动轨迹参数。在一个实施例中，运动轨迹参数变换关系可以包括但不限于：机械臂与跟踪器之间的坐标旋转变换关系、机械臂末端与跟踪器之间的位姿变换关系。其中，坐标旋转变换关系用于将示教运动时跟踪器采集的示教运动轨迹参数从跟踪器坐标系转换到机械臂坐标系；位姿变换关系用于将机械臂坐标系下的示教运动轨迹参数转换成机械臂末端的模拟运动轨迹参数，位姿变换关系可以是但不限于是：机械臂末端与跟踪器之间的姿态变换关系以及机械臂末端与跟踪器坐标系原点之间的相对位置关系。在另一个实施例中，运动轨迹参数变换关系可以包括但不限于：机械臂与跟踪器之间的坐标变换平移关系、机械臂末端与跟踪器之间的姿态变换关系。其中，坐标变换平移关系用于在将示教运动时跟踪器采集的示教运动轨迹参数从跟踪器坐标系转换到机械臂坐标系的同时，将示教运动轨迹参数中的示教位置坐标转换成机械臂末端的模拟位置坐标，坐标变换平移关系可以是但不限于是机械臂与跟踪器之间的坐标旋转变换关系和坐标平移变换关系；姿态变换关系，用于将机械臂坐标系下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂标定方法，其特征在于，应用于机械臂控制器，其中，所述机械臂标定方法包括：控制机械臂执行预先设定的动作；确定所述机械臂执行所述预先设定的动作时的机械臂运动轨迹参数；获取安装在机械臂末端控制器件上的跟踪器在所述机械臂执行所述预先设定的动作时采集的跟踪器运动轨迹参数；基于所述机械臂运动轨迹参数和所述跟踪器运动轨迹参数，获得所述机械臂与所述跟踪器之间的运动轨迹参数变换关系。

【技术特征摘要】
1.一种机械臂标定方法，其特征在于，应用于机械臂控制器，其中，所述机械臂标定方法包括：控制机械臂执行预先设定的动作；确定所述机械臂执行所述预先设定的动作时的机械臂运动轨迹参数；获取安装在机械臂末端控制器件上的跟踪器在所述机械臂执行所述预先设定的动作时采集的跟踪器运动轨迹参数；基于所述机械臂运动轨迹参数和所述跟踪器运动轨迹参数，获得所述机械臂与所述跟踪器之间的运动轨迹参数变换关系。2.如权利要求1所述的机械臂标定方法，其特征在于，所述跟踪器运动轨迹参数包括：跟踪器位置坐标和跟踪器姿态角度；所述机械臂运动轨迹参数包括：机械臂末端位置坐标和机械臂末端姿态角度。3.如权利要求1或2所述的机械臂标定方法，其特征在于，若所述预先设定的动作的数目为两个，则基于所述机械臂运动轨迹参数和所述跟踪器运动轨迹参数，获得所述机械臂与所述跟踪器之间的运动轨迹参数变换关系，包括：基于所述机械臂执行预先设定的第一动作时的机械臂运动轨迹参数和跟踪器运动轨迹参数，得到所述机械臂与所述跟踪器之间的坐标旋转变换关系；基于所述机械臂执行预先设定的第二动作时的机械臂运动轨迹参数和跟踪器运动轨迹参数，得到所述机械臂末端与所述跟踪器之间的位姿变换关系；将所述坐标旋转变换关系和所述位姿变换关系确定为所述运动轨迹参数变换关系。4.如权利要求3所述的机械臂标定方法，其特征在于，基于所述机械臂执行预先设定的第一动作时的机械臂运动轨迹参数和跟踪器运动轨迹参数，得到所述机械臂与所述跟踪器之间的坐标旋转变换关系，包括：采用第一算法，对所述机械臂执行所述预先设定的第一动作时的机械臂运动轨迹参数和跟踪器运动轨迹参数进行分析，得到所述坐标旋转变换关系。5.如权利要求3所述的机械臂标定方法，其特征在于，基于所述机械臂执行预先设定的第二动作时的机械臂运动轨迹参数和跟踪器运动轨迹参数，得到所述机械臂末端与所述跟踪器之间的位姿变换关系，包括：基于所述坐标旋转变换关系，对所述机械臂执行所述预先设定的第二动作时的跟踪器运动轨迹参数进行坐标系转换处理，得到机械臂坐标系下的跟踪器运动轨迹参数；采用第二算法，对所述机械臂坐标系下的跟踪器...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜冠雄，
申请(专利权)人：北京猎户星空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11