基于拉线式编码器的工业机器人标定与空间位置测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于拉线式编码器的工业机器人标定与空间位置测量方法，属于工业机器人技术领域，根据工业机器人的几何结构建立工业机器人末端坐标系与工业机器人基坐标系之间的关系；根据示教程序的指令让工业机器人运动到指定位置，并获取工业机器人末端在不同位置时与拉线编码器相连的拉线长度数据；根据获取到的测量数据与拉线编码器的基准点坐标计算出工业机器人末端的空间位置坐标；利用计算出的空间位置坐标对工业机器人几何结构参数进行辨识；根据参数辨识的结果修正工业机器人名义参数，以补偿机器人末端误差，从而提高工业机器人的绝对定位精度，达到测量范围广，成本低，操作方便，结构简单紧凑，抗干扰能力强，对环境要求低的效果。对环境要求低的效果。对环境要求低的效果。

【技术实现步骤摘要】
基于拉线式编码器的工业机器人标定与空间位置测量方法


[0001]本专利技术属于工业机器人
，具体涉及一种基于拉线式编码器的工业机器人标定与空间位置测量方法。

技术介绍

[0002]工业机器人凭借着可靠性强、重复定位精度高、可编程性好、效率高等优点在多个领域得到广泛的应用，由于在制造、装配、以及在后期使用过程中产生的磨损和操作不当产生的碰撞等因素都会导致其绝对定位精度较低，因此一种通用性强，成本低的几何误差标定方法，补偿工业机器人的几何参数，对改善工业机器人的绝对定位精度、扩大其应用领域有着十分重要的意义。
[0003]目前，高精度的三维测量设备已经被广泛应用于空间三维测量领域，如激光跟踪仪，经纬仪，三坐标测量机等。现有空间三维测量技术存在以下问题：三坐标测量机占用空间较大、安装之后移动较为困难、测量空间有限，仅适用于空间被测物体的静态测量；激光跟踪仪可以在较大工作范围内获取被测物体的空间位置坐标，但对环境要求较高、操作较为繁琐耗时、价格贵；经纬仪难以实现动态测量，价格昂贵且操作繁琐，不易于在工业生产条件下使用。
[0004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于拉线式编码器的工业机器人标定与空间位置测量方法，其特征在于：包括以下步骤：根据工业机器人的几何结构建立工业机器人末端坐标系与工业机器人基坐标系之间的关系；根据示教程序的指令让工业机器人运动到指定位置，并获取工业机器人末端在不同位置时与拉线编码器相连的拉线长度数据；根据获取到的测量数据与拉线编码器的基准点坐标计算出工业机器人末端的空间位置坐标；利用计算出的空间位置坐标对工业机器人几何结构参数进行辨识；根据参数辨识的结果修正工业机器人名义参数，以补偿机器人末端误差，从而提高工业机器人的绝对定位精度。2.根据权利要求1所述的基于拉线式编码器的工业机器人标定与空间位置测量方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)建立工业机器人各个连杆的坐标系，采用经典的D
‑
H模型对工业机器人进行运动学建模，每个杆件有4个参数θ
i
，d
i
，a
i
，α
i
，坐标系转换T＝R(θ
i
)T(d
i
)T(a
i
)R(α
i
)的公式如下：其中，θ
i
为关节角，d
i
为关节长度，a
i
为杆件长度，α
i
为杆件扭角；工具末端坐标系F6到基坐标系F0的位置转换矩阵为：通过计算可以得到：式中：n
x
＝c1[c
23
(c4c5c6‑
s4s6)
‑
s
23
s5c6]+s1(s4c5c6+c4s6)n
y
＝s1[c
23
(c4c5c6‑
s4s6)
‑
s
23
s5c6]
‑
c1(s4c5c6+c4s6)n
z
＝
‑
s
23
(c4c5c6‑
s4s6)
‑
c
23
s5c6o
x
＝c1[c
23
(
‑
c4c5s6‑
s4c6)+s
23
s5c6]+s1(c4c6‑
s4c5s6)o
y
＝s1[c
23
(
‑
c4c5s6‑
s4c6)+s
23
s5c6]
‑
c1(c4c6‑
s4c5s6)o
z
＝
‑
s
23
(
‑
c4c5s6‑
s4c6)+c
23
s5c6a
x
＝
‑
c1(c
23
c4s5+s
23
c5)
‑
s1s4s5a
y
＝
‑
s1(c
23
c4s5+s
23
c5)+c1s4s5a
z
＝s
23
c4s5‑
c
23
c5p
x
＝c1[a2c2+a3c
23
‑
d4s
23
]
‑
d3s1p
y
＝s1[a2c2+a3c
23
‑
d4s
23
]+d3c1p
z
＝
‑
a2s2‑
a3c
23
‑
d4s
23
上述各式中，s
i
＝sinθ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亮玉，郭东波，王天琪，姚福林，刘海华，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：