【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人标定，特别涉及一种机器人的标定方法、系统、设备及其介质。
技术介绍
1、六轴机器人最常见的tcp(tool centre position，工具中心点)标定方法是4点或6点法，人为示教机器人使指定的工具端围绕同一个尖点运动多次，根据数据计算出tcp原点到指定的工具端的偏移向量。若需要确定坐标系方向，则还需要在同一个平面示教机器人使指定的工具端在该平面上确定至少2个轴的方向(方向夹角为90°)。
2、以上传统方法标定时费时费力，且由于是人为判定的位置和方向，难以确保最终tcp标定效果。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中机器人tcp标定步骤复杂的缺陷，提供机器人的标定方法、系统、设备及其介质。
2、本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
3、本专利技术提供一种机器人的标定方法，所述标定方法利用激光跟踪仪进行机器人末端工具的tcp标定，所述标定方法包括以下步骤：
4、通过所述激光跟踪仪确定所述机器人的末端法兰未安装末端工具时所述激光跟踪仪的坐标系到所述机器人的末端法兰坐标系的第一变换矩阵；
5、在所述机器人末端安装所述末端工具，通过所述激光跟踪仪确定所述机器人的所述末端工具在所述激光跟踪仪坐标系下的若干末端工具标记点坐标；
6、根据所述第一变换矩阵以及所述末端工具在所述激光跟踪仪坐标系下的所述若干末端工具标记点坐标确定所述末端工具标记点在所述机器人的末端法
7、根据所述末端工具的若干末端工具标记点在所述机器人末端法兰坐标系的对应坐标计算所述机器人末端法兰坐标系到所述机器人末端工具坐标系的第二变换矩阵，根据所述第二变换矩阵完成所述机器人的tcp标定。
8、在本方案中，通过使用激光跟踪仪和标记点坐标，可以高度精确地标定机器人的tcp，确保机器人能够准确执行任务。相对于传统的标定方法，减少了机器人移动和调整的需要。机器人可以保持固定位置，不必移动或重新示教，仅需在机器人安装末端工具前后分别通过激光跟踪仪进行测量，根据测量结果进行计算即可完成标定，这提高了标定的效率和便捷性。激光跟踪仪具有较高的测量精度和稳定性，因此使用该方法进行标定可以获得可重复性和可靠性较高的结果。
9、较佳地，所述通过所述激光跟踪仪确定所述机器人的末端法兰未安装末端工具时所述激光跟踪仪的坐标系到所述机器人的末端法兰坐标系的第一变换矩阵的步骤包括：
10、通过所述激光跟踪仪获取所述机器人的所述末端法兰面的若干法兰标记点在所述激光跟踪仪坐标系下的对应坐标；
11、根据所述机器人的所述末端法兰面的所述若干法兰标记点在所述激光跟踪仪坐标系下的对应坐标计算得到所述激光跟踪仪的坐标系到所述机器人的末端法兰坐标系的第一变换矩阵。
12、在本方案中，激光跟踪仪能够获取机器人末端法兰面的标记点坐标，并通过计算得到第一变换矩阵，从而建立了激光跟踪仪坐标系到机器人末端法兰坐标系的准确映射关系。这个关系为后续的末端工具安装提供了准确的参考，确保了机器人的高精度定位和姿态控制。
13、较佳地，所述通过所述激光跟踪仪获取所述机器人的所述末端法兰面的所述若干法兰标记点在所述激光跟踪仪坐标系下的对应坐标的步骤包括：
14、通过所述激光跟踪仪拟合得到所述机器人末端法兰面和所述机器人末端法兰坐标系；
15、根据所述机器人末端法兰坐标系的z轴以及所述法兰面确定所述机器人末端法兰坐标系的原点；
16、通过所述激光跟踪仪获取所述机器人末端法兰坐标系的z轴上的任意一点和y轴上的任意一点，分别作为第一z轴标记点和第一y轴标记点；
17、获取所述机器人末端法兰坐标系的原点、所述第一z轴标记点和所述第一y轴标记点在所述激光跟踪仪坐标系的对应坐标。
18、在本方案中，利用激光跟踪仪进行测量，通过拟合法确定机器人末端法兰面的形状和机器人末端法兰坐标系的位置和方向。利用末端法兰坐标系的z轴和法兰面的位置，确定末端法兰坐标系的原点。z轴垂直于法兰面，通过此确定原点的位置。通过以上步骤，可以得到机器人末端法兰面的关键特征点在激光跟踪仪坐标系下的对应坐标，为接下来的标定提供了准确的基础数据。其中，拟合功能是激光跟踪仪配套使用软件自带的功能，例如通过采集桌面上若干点集，通过软件自带算法生成在激光跟踪仪坐标系下的一个虚拟平面。
19、较佳地，所述在所述机器人末端安装所述末端工具，通过所述激光跟踪仪确定所述机器人的所述末端工具在所述激光跟踪仪坐标系下的若干末端工具标记点坐标的步骤包括：
20、通过所述激光跟踪仪测量得到所述末端工具的三维坐标系；
21、计算得到所述末端工具的三维坐标系的原点、z轴上的任意一点和y轴上的任意一点作为末端工具标记点；
22、获取所述末端工具标记点在所述激光跟踪仪坐标系下的对应坐标。
23、在本方案中，利用激光跟踪仪测量末端工具的三维坐标系，获取末端工具在激光跟踪仪坐标系下的准确位置和方向信息。通过激光跟踪仪测量，获取所选择的原点、z轴上的点和y轴上的点在激光跟踪仪坐标系下的实际坐标。这些坐标将被用于后续计算，确保末端工具的标定精度。
24、较佳地，所述通过所述激光跟踪仪测量得到所述末端工具的三维坐标系的步骤包括：
25、通过所述激光跟踪仪测量所述末端工具的末端原点和所述末端工具的头端中心点；
26、根据所述末端原点和头端中心点确定所述机器人末端工具坐标系的z轴；
27、根据所述末端原点、头端中心点和所述z轴确定所述机器人末端工具坐标系的y轴；
28、根据所述机器人末端工具坐标系的z轴和y轴确定所述机器人末端工具坐标系的x轴。
29、在本方案中，利用测得的末端原点和头端中心点，确定末端工具坐标系的z轴。z轴通常沿着末端原点指向头端中心点，这个方向上是机器人工具的操作方向。利用末端原点、头端中心点和已确定的z轴，确定末端工具坐标系的y轴。y轴通常与z轴垂直，确保坐标系的右手定则。利用已确定的z轴和y轴，使用右手定则确定末端工具坐标系的z轴的x轴方向，确保坐标系是一个右手坐标系。
30、较佳地，所述计算得到所述末端工具的三维坐标系的原点、z轴上的任意一点和y轴上的任意一点作为末端工具标记点的步骤具体包括：
31、获取所述机器人末端工具坐标系z轴的任意一点作为第二z轴标记点；
32、可选地，获取所述机器人末端工具坐标系y轴的任意一点作为第二y轴标记点。当不需要标定工具y轴的时候，该步骤是可选步骤。
33、和/或，获取所述标记点在所述激光跟踪仪坐标系下的对应坐标的步骤包括：
34、获取所述末端原点、第二z轴标记点和/或所述第二y轴标记点在所述激光跟踪仪坐标系的对应坐标。
35、在本方案中，通过以上步骤，确定了末端工具坐标系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机器人的标定方法，其特征在于，所述标定方法利用激光跟踪仪进行机器人末端工具的TCP标定，所述标定方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述通过所述激光跟踪仪确定所述机器人的末端法兰未安装末端工具时所述激光跟踪仪的坐标系到所述机器人的末端法兰坐标系的第一变换矩阵的步骤包括：
3.如权利要求2所述的标定方法，其特征在于，所述通过所述激光跟踪仪获取所述机器人的所述末端法兰面的所述若干法兰标记点在所述激光跟踪仪坐标系下的对应坐标的步骤包括：
4.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述在所述机器人末端安装所述末端工具，通过所述激光跟踪仪确定所述机器人的所述末端工具在所述激光跟踪仪坐标系下的若干末端工具标记点坐标的步骤包括：
5.如权利要求4所述的标定方法，其特征在于，所述通过所述激光跟踪仪测量得到所述末端工具的三维坐标系的步骤包括：
6.如权利要求5所述的标定方法，其特征在于，所述计算得到所述末端工具的三维坐标系的原点、Z轴上的任意一点和Y轴上的任意一点作为末端工具标记点的步骤具体包括：p>
7.如权利要求1-6任一项所述的标定方法，其特征在于，所述标定方法还包括：保持所述机器人的末端姿态不变。
8.一种机器人的标定系统，其特征在于，所述标定系统应用于机器人末端工具的TCP标定，所述标定系统包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的机器人的标定方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的机器人的标定方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种机器人的标定方法，其特征在于，所述标定方法利用激光跟踪仪进行机器人末端工具的tcp标定，所述标定方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述通过所述激光跟踪仪确定所述机器人的末端法兰未安装末端工具时所述激光跟踪仪的坐标系到所述机器人的末端法兰坐标系的第一变换矩阵的步骤包括：
3.如权利要求2所述的标定方法，其特征在于，所述通过所述激光跟踪仪获取所述机器人的所述末端法兰面的所述若干法兰标记点在所述激光跟踪仪坐标系下的对应坐标的步骤包括：
4.如权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述在所述机器人末端安装所述末端工具，通过所述激光跟踪仪确定所述机器人的所述末端工具在所述激光跟踪仪坐标系下的若干末端工具标记点坐标的步骤包括：
5.如权利要求4所述的标定方法，其特征在于，所述通过所述激光跟踪仪测量得到所述末...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳超，张晋晶，林子隽，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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