【技术实现步骤摘要】
一种机器人位置、姿态参数的标定方法及测量装置
[0001]本专利技术属于机器人领域，尤其涉及一种机器人位置、姿态参数的标定方法及测量装置。
技术介绍
[0002]工业机器人在多种行业具有广泛的应用前景和显著的应用价值，日益广泛应用于各种制造领域，机器人定位精度低限制了在高精制造业中的进一步应用，因此，提高机器人精度已成为无法回避且必须解决的问题。
[0003]提高机器人精度的方法主要有两种，一种是在机器人加工制造阶段的误差预防，一种是机器人装配完成后的精度补偿。误差预防对机器人零部件的加工精度提出了更高的要求，大幅度增加了成本，而且在使用机器人的过程中，零部件不可避免地会产生磨损，导致零部件精度降低，进而降低机器人精度。所以，误差预防不是彻底解决机器人精度不足的问题。
[0004]机器人精度补偿是指在机器人装配后运用测量工具测量机器人误差，并开展分析，通过调整预设参数的方法，提高机器人精度。主要分为离线标定和在线补偿两类，离线标定利用测量工具预先获取机器人的定位误差，通过补偿算法提高机器人精度。在线补偿依靠外...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机器人位置、姿态参数的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：S100：以机器人末端法兰盘端面的中心为原点建立工具坐标系；S200：记录靶标球绕Z轴旋转前的初始位置坐标以及旋转过程中到达的各个测量点的实测坐标，剔除各个测量点到圆心的距离与绕Z轴旋转的圆的半径偏差较大的异常测量点；S300：对剔除了所有异常测量点的数据进行拟合，得到第i个靶标球在工具坐标系中的X、Y、Z坐标，和第m个靶标球与第n个靶标球之间的距离；S400：计算得到各个靶标球初始位置在工具坐标系中的坐标，在计算前，对比任意两个靶标球的距离在运动前、后是否发生了较大的变化，如果变化量超过阈值，应剔除变化较大的数据；S500：通过得到各个靶标球初始位置在工具坐标系中的坐标，确定六维接收器的实测数据；S600：设定机器人末端理论位移向量、理论旋转角，利用六维接收器的实测数据补偿机器人运动误差。2.如权利要求1所述的一种机器人位置、姿态参数的标定方法，其特征在于，在步骤S200中，剔除各个测量点到圆心的距离与绕Z轴旋转的圆的半径偏差较大的异常测量点的步骤包括：计算各个测量点到圆心的距离与圆的半径之间的偏差；计算标准偏差；如果某个测量点的偏差超过了所述标准偏差的k倍，则可以认为该测量点数值异常，已不能代表该点的真实位置，应剔除。3.如权利要求1所述的一种机器人位置、姿态参数的标定方法，其特征在于，在步骤S300中，对剔除了所有异常测量点的数据进行拟合，得到第i个靶标球在工具坐标系中的X、Y、Z坐标的步骤包括：对剔除了所有异常测量点的数据进行拟合,得到关于第i个靶标球的X坐标、Y坐标的方程；同理，第i个靶标球分别绕X轴、Y轴旋转，重复上述步骤，得到第i个靶标球在工具坐标系中的Z坐标的方程、以及第i个靶标球绕工具坐标系X轴、Y轴旋转构成的圆的半径；联立方程，得到第i个靶标球在工具坐标系中的X、Y、Z坐标，依次可获得其余靶标球在工具坐标系中的X、Y、Z坐标。4.如权利要求1所述的一种机器人位置、姿态参数的标定方法，其特征在于，在步骤S300中，通过利用激光跟踪仪测量未知量，计算得到各个靶标球初始位置在工具坐标系中的坐标。5.如权利要求1所述的一种机器人位置、姿态参数的标定方法，其特征在于，在步骤S500中，通过得到各个靶标球初始位置在工具坐标系中的坐标，确定六维接收器的实测数据的步骤包括：六维接收器的位置和姿态用齐次变换矩阵T表达；对于第i个靶标球，最终位置向量p
′
i
与初始位置向量P
i
之间满足：p
′
i
＝Tp
i
；利用激光跟踪仪测量所有靶标球的最终位置向量p
′
i
与初始位置向量P
i
，则可以求出六
维接收器的位置和姿态的齐次变换矩阵T；根据步骤S400中所剔除变化较大的数据，重新构造方程；由此求解出六维接收器的旋转矩阵R和位移向量P；采用船舶在海中航行时的姿态描述方法表达六维接收器的姿态，其中，所述表达方式为：六维接收器的初始方位与机器...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜兆才，刘李明，薛俊，姚艳彬，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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