机器人标定方法、机器人标定系统及可读存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人标定方法、机器人标定系统及可读存储介质，一种机器人标定方法包括：所述机器人标定方法包括以下步骤：记录机器人每个关节的关节数据；通过建立机器人连杆结构D‑H模型，得到所述机器人的末端模拟位置；根据所述关节数据和所述机器人的末端模拟位置，构造末端模拟位置误差模型；根据所述关节数据和所述机器人连杆结构D‑H模型，构造零位误差模型；将所述末端模拟位置误差模型补偿到所述零位误差模型中，得到关节零位误差。本申请提出的机器人标定方法，能在操作简单的前提下，提高机器人的轨迹精度。

Robot calibration method, robot calibration system and readable storage medium

【技术实现步骤摘要】
机器人标定方法、机器人标定系统及可读存储介质
本专利技术涉及机器人校准
，特别涉及一种机器人标定方法、机器人标定系统及可读存储介质。
技术介绍
串联关节式机器人在实际应用过程中，如果各个或者某个关节零位和/或工具坐标精确度不够，那么会造成机器人末端的轨迹路径偏差较大，影响实际应用的效果。现有标定的方法，一般是在测量设备上设置激光跟踪仪等高精密设备进行标定。这种方法不仅价格昂贵，而且处理器处理的数据量过大容易产生滞后性，虽能提高机器人的轨迹精度，但操作复杂、成本较高。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种机器人标定方法，旨在操作简单的前提下，提高机器人的轨迹精度。为实现上述目的，本专利技术提出的机器人标定方法包括以下步骤：记录机器人每个关节的关节数据；通过建立机器人连杆结构D-H模型，得到所述机器人的末端模拟位置；根据所述关节数据和所述机器人的末端模拟位置，构造末端模拟位置误差模型；根据所述关节数据和所述机器人连杆结构D-H模型，构造零位误差模型；将所述末端模拟位置误差模型补偿到所述零位误差模型中，得到关节零位误差。优选地，所述通过建立机器人连杆结构D-H模型，得到所述机器人的末端模拟位置的步骤，包括：根据机器人正运动学算法建立机器人连杆结构D-H模型；根据所述机器人连杆结构D-H模型，计算所述机器人的模拟位置和所述机器人的关节数据的关系；根据所述关系，获取每个末端实际位置对应的关节数据下的末端模拟位置。优选地，所述根据所述关节数据和所述机器人的末端模拟位置，构造末端模拟位置误差模型的步骤，包括：取任意两次所述机器人的关节数据，得到相应关节数据下的所述机器人的末端模拟位置；当所述任意两次所述机器人的关节数据，相应的末端实际位置相同时，通过相同关节数据下的所述末端实际位置和所述末端模拟位置的关系建立方程组，并根据所述方程组，得到任意两次末端模拟位置之差；重复执行N次上述操作，根据N次所得到的任意两次末端模拟位置之差和雅可比矩阵，构建末端模拟位置误差模型。优选地，所述根据所述关节数据和所述机器人的末端模拟位置，构造末端模拟位置误差模型的步骤，包括：同一所述关节数据相应的末端实际位置和末端模拟位置的误差为（6）将公式（6）变换，得到所述末端实际位置为（7）其中，pc为所述末端实际位置，pn为所述末端模拟位置，为所述零位误差模型，J为雅可比矩阵；取任意两次所述关节数据，该任意两次所述关节数据相应的末端实际位置相同，则（8）由此可得，（9）其中，为末端模拟位置之差，和为不同的末端模拟位置，得到任意两次末端模拟位置之差；重新测量N次关节数据，根据测量的N次关节数据得到N个末端模拟位置之差，构造末端模拟位置误差模型：（10）（11）。优选地，所述机器人末端设置有第一测量点；在与所述第一测量点的相对位置还固定设置有第二测量点；优选地，所述记录机器人每个关节的关节数据的步骤，包括：在控制机器人运行且保持所述第一测量点与所述第二测量点相对的情况下，通过变换机器人姿态获取不同姿态下机器人每个关节的关节数据；优选地，所述得到关节零位误差的步骤后，还包括：检测所述关节零位误差是否满足误差要求；若不满足，则重新计算任意两次末端模拟位置之差，以更新关节零位误差，直至更新后的关节零位误差满足误差要求为止。优选地，所述零位误差模型为（13）其中，分别为所述机器人第2,3,4,5关节轴的零位误差，分别为所述第一测量点在x,y,z方向上的零位误差。优选地，所述机器人标定方法还包括：将所述关节零位误差补偿到机器人的控制器中。对应的，本专利技术还提出一种机器人，包括：第一测量点，设置在机器人末端；第二测量点，与所述第一测量点相对固定设置；存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如以上所述机器人标定方法的步骤；控制器，用于将所述处理器得出的末端零位误差补偿具体应用在机器人运行轨迹中。优选地，所述第一测量点和所述第二测量点均为针状结构，以及，所述第一测量点的针尖和所述第二测量点的针尖相对。对应的，本专利技术还提出一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有机器人标定的程序，所述机器人标定的程序被处理器执行时实现如以上所述的机器人标定方法的步骤。本机器人标定方法能够快速实现机器人关节零位和工具坐标（第一测量点）的标定，得到实际机器人关节零位和理论关节零位之间的误差，然后将该误差补偿到控制器中，会轻松提高机器人的轨迹精度，从而提高机器人的使用精度，该标定方法，依靠软件算法提高了机器人精度，解决现有标定过程中采用高精度设备成本高，操作复杂的缺点。本机器人标定方法并没有对在机器人运行先先对机器人的运行轨迹进行精度提高，避免现有技术中边执行运动轨迹边修正运动轨迹容易出现失误的情况。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1是本专利技术一示例性实施例提供的一种流程示意图；图2为本专利技术一示例性实施例提供的一种实体的结构示意图。本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。附图标号说明：标号名称标号名称1第一针尖2第二针尖3机器人具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本申请实施例提供了一种机器人标定方法，能够快速实现机器人关节零位和工具坐标（第一测量点）的标定，得到实际机器人关节零位和理论关节零位之间的误差，然后将该误差补偿到控制器中，会轻松提高机器人的轨迹精度，从而提高机器人的使用精度。该标定方法，依靠软件算法提高了机器人精度，解决现有标定过程中采用高精度设备成本高，操作复杂的缺点，并有效避免现有技术中边执行运动轨迹边修正运动轨迹容易出现失误的情况。如图1所示，本申请实施例的一种机器人标定方法包括：步骤101，记录机器人每个关节的关节数据。步骤102，通过建立机器人连杆结构D-H模型，得到所述机器人的末端模拟位置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人标定方法，其特征在于，所述机器人标定方法包括以下步骤：/n记录机器人每个关节的关节数据；/n通过建立机器人连杆结构D-H模型，得到所述机器人的末端模拟位置；/n根据所述关节数据和所述机器人的末端模拟位置，构造末端模拟位置误差模型；/n根据所述关节数据和所述机器人连杆结构D-H模型，构造零位误差模型；/n将所述末端模拟位置误差模型补偿到所述零位误差模型中，得到关节零位误差。/n

【技术特征摘要】
1.一种机器人标定方法，其特征在于，所述机器人标定方法包括以下步骤：
记录机器人每个关节的关节数据；
通过建立机器人连杆结构D-H模型，得到所述机器人的末端模拟位置；
根据所述关节数据和所述机器人的末端模拟位置，构造末端模拟位置误差模型；
根据所述关节数据和所述机器人连杆结构D-H模型，构造零位误差模型；
将所述末端模拟位置误差模型补偿到所述零位误差模型中，得到关节零位误差。


2.如权利要求1所述的机器人标定方法，其特征在于，所述通过建立机器人连杆结构D-H模型，得到所述机器人的末端模拟位置的步骤，包括：
根据机器人正运动学算法建立机器人连杆结构D-H模型；
根据所述机器人连杆结构D-H模型，计算所述机器人的模拟位置和所述机器人的关节数据的关系；
根据所述关系，获取每个末端实际位置对应的关节数据下的末端模拟位置。


3.如权利要求1所述的机器人标定方法，其特征在于，所述根据所述关节数据和所述机器人的末端模拟位置，构造末端模拟位置误差模型的步骤，包括：
取任意两次所述机器人的关节数据，得到相应关节数据下的所述机器人的末端模拟位置；当所述任意两次所述机器人的关节数据，相应的末端实际位置相同时，通过相同关节数据下的所述末端实际位置和所述末端模拟位置的关系建立方程组，并根据所述方程组，得到任意两次末端模拟位置之差；
重复执行N次上述操作，根据N次所得到的任意两次末端模拟位置之差和雅可比矩阵，构建末端模拟位置误差模型。


4.如权利要求1所述的机器人标定方法，其特征在于，所述根据所述关节数据和所述机器人的末端模拟位置，构造末端模拟位置误差模型的步骤，包括：
同一所述关节数据相应的末端实际位置和末端模拟位置的误差为（6）
将公式（6）变换，得到所述末端实际位置为

（7）
其中，pc为所述末端实际位置，pn为所述末端模拟位置，为所述零位误差模型，J为雅可比矩阵；
取任意两次所述关节数据，该任意两次所述关节数据相应的末端实际位置相同，则

（8）
由此可得，

（9）
其中，为末端模拟位置之差，和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兵，殷兴国，冯永，
申请(专利权)人：季华实验室，
类型：发明
国别省市：广东;44