一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法技术

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法，步骤如下：首先在机械臂运动空间内部安装一个相机和镜头、两个面光源以及一个棱镜；人工标定点胶针头的TCP坐标系；控制点胶机器人末端点胶针头TCP坐标系Z轴垂直于点胶机器人的XOY平面；根据人工标定的TCP坐标系；通过视觉算法得到针尖中心在经过手眼标定后在的位置为Pbase0；进行姿态校准；重复上述步骤六两次；以四次TCP点胶针头中点在世界坐标系中坐标相等为条件来建立方程组并求解；判断TCP标定结果是否满足要求。本发明专利技术通过机器视觉直接对点胶针头进行TCP标定，相对于现有方案不需要借助中间物体来进行TCP标定，做到了柔性高，简单易操作，精度高，可视化易于调试等优点。调试等优点。调试等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法


[0001]本专利技术涉及六轴工业机器人三维立体点胶
，特别涉及一种基于 机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法。

技术介绍

[0002]越来越多的机器人应用于智能制造领域，自动化点胶设备在智能制造领 域也应用的越来越广泛，而常规的平面2D点胶已经难以满足实际的需求。对 于复杂的3D曲面，通过六轴工业机器人实现复杂路径和多姿态的点胶过程是 目前应用最为广泛的方式。工具中心点TCP(ToolCenterPoint)标定误差对机器 人定位精度有较大的影响，而定位精度是影响机器人性能的重要因素；TCP 标定同时是机器人离线编程技术的基础。因此，如何快速、准确的标定TCP 就显得尤为重要。
[0003]目前已有的TCP标定方法主要是单约束点标定法，此类方法的主要缺点 在于需要人工操作，标定精度依赖于人工的操作经验，容易出现较大误差， 并且需要生产线完全停滞且耗时较久，对于点胶设备，由于需要频繁更换针 头，通过人工的方式将严重影响自动化生产线的生产效率。目前存在少数基 于外部测量的标定系统，如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、首先在机械臂运动空间内部安装一个相机和镜头、两个面光源以及一个棱镜，通过45
°
的棱镜实现在一个相机中观察到针头在另一个方向上的位置；步骤二、人工标定点胶针头的TCP坐标系；步骤三、控制点胶机器人末端点胶针头TCP坐标系Z轴垂直于点胶机器人的XOY平面，机器人运动的X轴方向近似垂直于相机光轴，机器人运动的Y轴近似平行于相机光轴，控制机器人移动到校针装置的合适位置，针头在相机视野的中间，且在棱镜中成像清晰记录当前位置为P0(X0,Y0,Z0)；步骤四、根据人工标定的TCP坐标系，进行手眼标定，手眼标定XZ平面和YZ平面，建立图像坐标和机器人坐标的转换关系，确定点胶针头中点的鞠准位置，并通过机器视觉算法程序记录三维位置信息；步骤五、将点胶机器人移动到P0位置，上位机触发相机拍照，通过视觉算法得到针尖中心在经过手眼标定后在的位置为Pbase0(Xbase0,Ybase0,Zbase0),作为点胶针头的基准位置称为姿态0，步骤六、进行姿态校准，机器人转动到不同姿态，通过视觉算法计算当前位置与基准位置在X、Y、Z方向的差值，机器人根据差值移动；步骤七、重复上述步骤六两次，通过不断迭代移动的方法，使得针尖在三次转到后都移动到接近点胶针头中点的基准位置；步骤八、以四次TCP点胶针头中点在世界坐标系中坐标相等为条件来建立方程组并求解，实现点胶针头中点TCP工具坐标系位置的标定；步骤九、判断TCP标定结果是否满足要求，如果不满足设定的结果，可以根据当前的TCP标定结果，重复进行步骤六、步骤七以及步骤八，通过标定结果的迭代，降低TCP标定结果的误差。2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法，其特征在于，在步骤四当中，进行手眼标定时，首先标定点胶机器人的XZ平面，此时标定点的Y值为固定值，通过手眼9点标定方法，建立起点胶机器人XZ轴坐标与图像坐标的转换关系Txz，然后标定点胶机器人的YZ平面也就是棱镜在相机中成像的面，此时标定点的X值为固定值，同样通过手眼9点标定的方法，建立起点胶机器人YZ轴坐标与图像坐标的转换关系Tyz。3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的三维点胶针头的TCP标定方法，其特征在于，手眼9点标定算法的手与眼的对应关系是通过视觉算法获取点胶针...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐礼达，张瑞金，祁若龙，徐胜伯，
申请(专利权)人：徐礼达，
类型：发明
国别省市：