【技术实现步骤摘要】
应用于机器人喷涂领域的零件位置误差补偿方法及系统
本专利技术涉及一种工业机器人，尤其涉及一种基于传感器位置反馈的机器人喷漆应用中工件定位及误差测量方法及系统。
技术介绍
在工业机器人喷涂过程中，由机器人、零件、工作台、机器人仿真软件构成真实和虚拟的工作环境。其中，操作人员在仿真软件中建立虚拟车间，将其作为真实车间中的数字化建模，在虚拟环境下分析零件几何模型的外观形貌，根据喷涂参数需求规划工业机器人的喷涂轨迹，仿真运行后将机器人编程语言下载至真实机器人控制器完成喷涂作业。在传统的工业机器人喷涂作业中，目前较先进的基于离线编程方法的机器人喷涂任务通常基于操作者的手动调整完成，即在三维图形环境中通过软件功能对零件几何模型进行旋转、平移等操作，以使得零件几何模型的位置和姿态与真实环境保持大致相同。但是，由于零件在车间中的安装位置通常固定于工作台上，因此，相对于机器人基坐标系来说，需要在仿真环境中调整零件几何模型与其在车间中的安装位置保持一致。采用离线编程方式需要根据零件表面形貌的三维几何模型，进行轨迹规划并进行虚拟-现实转换...
【技术保护点】
1.一种应用于机器人喷涂领域的零件位置误差补偿方法，包括：/n步骤S1：在真实零件的表面选取多个特征点，使用激光追踪仪对特征点处的位置进行测量，以求出真实环境中机器人的位置误差值；/n步骤S2：使用误差计算公式建立基坐标系下的位置误差补偿，以获得精确的特征点位置信息，所述误差计算公式为：
【技术特征摘要】
1.一种应用于机器人喷涂领域的零件位置误差补偿方法，包括：
步骤S1：在真实零件的表面选取多个特征点，使用激光追踪仪对特征点处的位置进行测量，以求出真实环境中机器人的位置误差值；
步骤S2：使用误差计算公式建立基坐标系下的位置误差补偿，以获得精确的特征点位置信息，所述误差计算公式为：其中，ΔP为邻对点位置误差，τx，τy，τz为机器人及坐标系上的位置误差，Ptc为激光仪与基坐标系相对位置，Pi为特征点位置的误差，是机器人基坐标系到机器人末端TCP位置的转换矩阵；
步骤S3：使用逆运动学计算将位置误差传递到机器人关节角度，从末端TCP到各关节角度的映射模型：其中为机器人基坐标系到机器人末端TCP位置的转换矩阵，T1T2T3T4T5T6为机器人坐标系到机器人六轴末端的空间齐次变换矩阵，为机器人六轴末端到激光追踪仪的坐标变换矩阵；
步骤S4：根据所述映射模型实现末端位置的误差补偿，使用基于谱半径条件法的迭代计算重复以上过程，直至获得预设的精度；
步骤S5：在离线编程环境中，建立特征点与零件位姿的空间变换矩阵，设真实环境下特征点位置为S1，S2，S3，S4...Si，在虚拟环境下其位置为：S′1，S′2，S′3，S′4，将其进行变换如下：进而得到精确的虚拟环境下的零件几何模型位置信息，其中T表示空间变换矩阵，S表示真实环境下特征点位置，S’表示虚拟环境下特征点位置，x、y、z表示变换矩阵中与笛卡尔坐标有关的参数，x’、y’、z’表示变换矩阵中与机器人坐标系的参数；
步骤S6：根据得到的零件几何模型信息规划喷涂机器人路径，并依据获取的路径点位置、位姿信息生成精确的喷涂轨迹。
2.如权利要求1所述的应用于机器人喷涂领域的零件位置误差补偿方法，其特征在于：包括：所述步骤S4中，迭代计算过程实现误差补偿的步骤如下：
以位置误差Pi作为被控对象，构建其动态过程如下：Pk+1(t)＝Pk(t)+ρek(t+1)，其中Pk+1(t)表示下一次迭代点的位置，Pk(t)表示当前迭代点的位置，ρek(t+1)表示误差增量，函数ek的选择需满足以下条件：limx→∞||ek||＝limc→∞||(I-CBρ)ek-1||＝limc→∞μ(I-CBρ)K||e0||，其中ρ为常数增益矩阵，||ek||为范数矩阵，满足：当迭代学习过程结束时，可根据计算结果获得预设的末端位置误差补偿值。
3.一种应用于机器人喷涂领域的零件位置误差补偿系统，其特征在于：所述零件位置误差补偿系统包括激光追踪仪、位置误差值计算单元、特征点位置信息获取单元、关节角度映射模型建立单元、迭代计算单元、特征点与零件位姿空间变换矩阵建立单元及喷涂轨迹生成单元；所述激光追踪仪用于对零件表面的多个特征点的位置进行测量；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：皮历，魏祯奇，王潇，谢旭，周林，李胜豪，陈冬，
申请(专利权)人：重庆见芒信息技术咨询服务有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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