CN112276999B - 一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法及装置，杆长标定方法包括原DH参数表，确定要标定的原杆长尺寸；确定原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂；将靶球固定在靶球固定关节臂上，并单独旋转标定关节臂；采用激光跟踪仪对靶球进行跟踪，连续测量靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置；根据标定圆周半径或标定圆心位置，计算出标定杆长尺寸，生成新DH参数表。在本发明实施例中，杆长标定方法及装置有装置简单、标定空间大、操作简单方便和成本低等优点，可以直接标定测量机器人的杆长尺寸，具有很好的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，具体而言，涉及一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法及装置。
背景技术
机器人的误差来源主要有两个方面，一是由于加工、制造、装配和磨损等原因造成的几何误差；二是由于机器人伺服系统、减速机本身的精度以及连杆的刚度、环境等原因造成的非几何误差。
机器人的连杆参数误差属于几何参数误差，通过标定技术可以对机器人的杆长尺寸进行重新标定，以对机器人连杆参数进行补偿，从而提高机器人的位置准确度。目前常用的标定方法如下：第一种是采用Dynalog的专业标定设备，同时需要配套相应的软件才能使用，设备体积庞大，标定空间有限，操作繁琐复杂，而且价格昂贵；第二种是使用激光跟踪仪以及安装在机器人末端的T-Mac进行位姿测量，同样需要配套相应的软件才能使用，标定空间小，操作繁琐复杂，价格同样昂贵；第三种是用视觉的原理进行标定，自动化程度低，标定精度无法与前面两种标定方式相提并论。
因此，亟需一种标定方法及装置，解决现有标定方法中设备体积庞大、标定空间有限、操作繁琐复杂和价格昂贵等问题，从而更好地对机器人的杆长尺寸进行重新标定，以更好地对机器人连杆参数进行补偿，更好地提高机器人的位置准确度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法及装置，所述杆长标定方法及装置有装置简单、标定空间大、操作简单方便和成本低等优点，可以直接标定测量机器人的杆长尺寸，无需复杂计算，具有很好的实用性。
相应的，本发明实施例提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法，所述杆长标定方法包括：
绘制工业机器人的原DH参数表，确定要标定的原杆长尺寸；
确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂；
将靶球固定在所述靶球固定关节臂上，并单独旋转所述标定关节臂；
采用激光跟踪仪对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置；
根据所述标定圆周半径或所述标定圆心位置，计算出标定杆长尺寸，并替换所述原DH参数表中的原杆长尺寸，生成新DH参数表。
可选的实施方式，所述原DH参数表根据所述工业机器人的连杆参数和各轴的旋转方向绘制而成。
可选的实施方式，所述确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂，包括：
绘制所述工业机器人的平面结构图；
根据所述平面结构图，确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂。
可选的实施方式，所述激光跟踪仪采用最小二乘法圆弧拟合算法或双圆弧拟合算法将所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周。
可选的实施方式，所述杆长标定方法还包括：
对所述原DH参数表进行位置准确度测试，获取原位置准确度测试值；
对所述新DH参数表进行位置准确度测试，获取新位置准确度测试值；
比较所述原位置准确度测试值和所述新位置准确度测试值；
若所述新位置准确度测试值小于所述原位置准确度测试值，则输出所述新DH参数表。
可选的实施方式，在比较所述原位置准确度测试值和所述新位置准确度测试值之后，还包括：
若所述新位置准确度测试值大于所述原位置准确度测试值，则返回采用激光跟踪仪对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置。
本发明实施例提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法，所述杆长标定方法有装置简单、标定空间大、操作简单方便和成本低等优点，减少了对专业标定设备软件的依赖，解决现有杆长标定方法中设备体积庞大、标定空间有限、操作繁琐复杂和价格昂贵等问题，无需复杂计算即可以直接标定测量机器人的杆长尺寸，能更好地对机器人的杆长尺寸进行重新标定，以更好地对机器人连杆参数进行补偿，从而更好地提高机器人的位置准确度，具有很好的实用性和适用性。
另外，本发明实施例还提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定装置，其特征在于，所述杆长标定装置包括：
电脑终端：用于绘制工业机器人的原DH参数表，确定要标定的原杆长尺寸；用于确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂；用于单独旋转所述标定关节臂；用于根据所述标定圆周半径或所述标定圆心位置，计算出标定杆长尺寸，并替换所述原DH参数表中的原杆长尺寸，生成新DH参数表；
固定机构：用于将靶球固定在所述靶球固定关节臂上；
激光跟踪仪：用于对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置。
可选的实施方式，所述电脑终端根据所述工业机器人的连杆参数和各轴的旋转方向绘制所述原DH参数表。
可选的实施方式，所述电脑终端还用于绘制所述工业机器人的平面结构图；
还用于根据所述平面结构图，确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂。
可选的实施方式，所述电脑终端还用于对所述原DH参数表进行位置准确度测试，获取原位置准确度测试值；
还用于对所述新DH参数表进行位置准确度测试，获取新位置准确度测试值；
还用于比较所述原位置准确度测试值和所述新位置准确度测试值。
本发明实施例提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定装置，所述杆长标定装置有装置简单、标定空间大、操作简单方便和成本低等优点，减少了对专业标定设备软件的依赖，解决现有杆长标定装置中设备体积庞大、标定空间有限、操作繁琐复杂和价格昂贵等问题，无需复杂计算即可以直接标定测量机器人的杆长尺寸，能更好地对机器人的杆长尺寸进行重新标定，以更好地对机器人连杆参数进行补偿，从而更好地提高机器人的位置准确度，具有很好的实用性和适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例中杆长标定方法的详细流程示意图；
图2是本发明实施例中六轴工业机器人的原DH参数表；
图3是本发明实施例中六轴工业机器人的平面结构图；
图4是本发明实施例中六轴工业机器人的新DH参数表；
图5是本发明实施例中对原DH参数表进行位置准确度测试的结果示意图；
图6是本发明实施例中对新DH参数表进行位置准确度测试的结果示意图；
图7是本发明实施例中杆长标定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1是本发明实施例中杆长标定方法的详细流程示意图。
本发明实施例提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法，所述杆长标定方法包括：
S11：绘制工业机器人的原DH参数表，确定要标定的原杆长尺寸；
DH参数表是工业机器人的重要参数表，在本发明实施例中，首先绘制工业机器人的原DH参数表，所述原DH参数表中包含所述工业机器人中各轴的原杆长尺寸和各轴的旋转方向，原杆长尺寸为重新标定前的杆长尺寸，原杆长尺寸的准确度比较差，因此需要对所述原杆长尺寸进行重新标定，以更好地对机器人连杆参数进行补偿，更好地提高机器人的位置准确度。
在本发明实施例中，可以通过电脑终端绘制所述工业机器人的原DH参数表，由于所述原DH参数表中包含所述工业机器人中各轴的原杆长尺寸，即包含多个原杆长尺寸，实际应用时，可以在电脑终端上确定要标定的一个或多个原杆长尺寸：如果只需要标定所述原DH参数表中的一个原杆长尺寸，则依次执行步骤即可；如果需要标定所述原DH参数表中的多个原杆长尺寸，则重复执行步骤，逐一对所述多个原杆长尺寸进行标定。
S12：确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂；
在本发明实施例中，可以在电脑终端上绘制所述工业机器人的平面结构图，根据所述工业机器人的平面结构图，能更加直观方便地确定各轴的原杆长尺寸所代表的意义，能更加直观方便地知晓各轴的原杆长尺寸所相应的尺寸关系，从而更加直观方便地确定所述原杆长尺寸相对应的靶球固定关节臂和标定关节臂，需要说明的是，所述靶球固定关节臂和所述标定关节臂在一定的情况下为同一关节臂，在一定的情况为不同的关节臂。
S13：将靶球固定在所述靶球固定关节臂上，并单独旋转所述标定关节臂；
在本发明实施例中，需要将靶球固定在所述靶球固定关节臂上，可以采用人工的方式将靶球固定在所述靶球固定关节臂上，也可以通过其它固定机构将靶球固定在所述靶球固定关节臂上，在本发明实施例中不作具体限定。
将靶球固定在所述靶球固定关节臂后，单独旋转所述标定关节臂，以对所述标定关节臂的原杆长尺寸进行标定。
S14：采用激光跟踪仪对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置；
在本发明实施例中，所述靶球随所述标定关节臂的旋转而运动，采用激光跟踪仪对所述靶球进行跟踪，所述激光跟踪仪连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，并采用最小二乘法圆弧拟合算法或双圆弧拟合算法将所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周，然后获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置，并将所述标定圆周半径或标定圆心位置发送至所述电脑终端。
需要说明的是，激光跟踪仪的内部具备自带拟合软件，拟合软件基于最小二乘法圆弧拟合算法或双圆弧拟合算法，可以将所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周。采用最小二乘法圆弧拟合算法，可以实现误差可控，适用于连续顺序输出的轨迹拟合；采用双圆弧拟合算法，适用于更大程度的圆滑轨迹，同时能减少设备抖动的影响；可以根据实际情况选用所述拟合软件的拟合算法。
S15：根据所述标定圆周半径或所述标定圆心位置，计算出标定杆长尺寸，并替换所述原DH参数表中的原杆长尺寸，生成新DH参数表；
在本发明实施例中，所述激光跟踪仪将所述标定圆周半径或标定圆心位置发送至电脑终端，在所述电脑终端中，根据所述标定圆周半径或所述标定圆心位置，可以计算出标定杆长尺寸，所述标定杆长尺寸具有更优的准确度，能更好地对机器人连杆参数进行补偿，更好地提高机器人的位置准确度，计算出所述标定杆长尺寸，以所述标定杆长尺寸替换所述原DH参数表中相应的原杆长尺寸，同时生成新DH参数表。
另外，所述杆长标定方法还包括：
S161：对所述原DH参数表进行位置准确度测试，获取原位置准确度测试值；
S162：对所述新DH参数表进行位置准确度测试，获取新位置准确度测试值；
S163：比较所述原位置准确度测试值和所述新位置准确度测试值；
S17：若所述新位置准确度测试值小于所述原位置准确度测试值，则输出所述新DH参数表；
重新标定所述原DH参数表中各轴的原杆长尺寸以后，会相应生成所述新DH参数表，在本发明实施例中，需要判断所述新DH参数表与所述原DH参数表相比，各轴的杆长尺寸是否更加准确，是否具有更加优良的机器人连杆参数，是否具有更加优良的位置准确度。
在本发明实施例中，可以按照GB/T12642-2013《工业机器人性能规范及其试验方法》中规定的方法对所述原DH参数表进行位置准确度测试，获取原位置准确度测试值；同样，可以按照GB/T12642-2013《工业机器人性能规范及其试验方法》中规定的方法对所述新DH参数表进行位置准确度测试，获取新位置准确度测试值。
在本发明实施例中，可以在电脑终端中比较所述原位置准确度测试值和所述新位置准确度测试值，若所述新位置准确度测试值小于所述原位置准确度测试值，则所述新DH参数表中各轴的杆长尺寸更加准确，具有更加优良的机器人连杆参数，具有更加优良的位置准确度，此时可以输出所述新DH参数表。
另外，在比较所述原位置准确度测试值和所述新位置准确度测试值之后，还包括：
若所述新位置准确度测试值大于所述原位置准确度测试值，则意味着所述新DH参数表中各轴的杆长尺寸更为不准，机器人连杆参数更差，位置准确度更差，在重新标定过程中可能出现误差或故障，此时需要返回采用激光跟踪仪对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置，即重新依次执行步骤，直至获取更加优良的新DH参数表。
本发明实施例提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法，所述杆长标定方法有装置简单、标定空间大、操作简单方便和成本低等优点，减少了对专业标定设备软件的依赖，解决现有杆长标定方法中设备体积庞大、标定空间有限、操作繁琐复杂和价格昂贵等问题，无需复杂计算即可以直接标定测量机器人的杆长尺寸，能更好地对机器人的杆长尺寸进行重新标定，以更好地对机器人连杆参数进行补偿，从而更好地提高机器人的位置准确度，具有很好的实用性和适用性。
实施例二
在实施例二中，以六轴工业机器人为例，对所述杆长标定方法进行说明阐述：
首先将所述六轴工业机器人安装好，将所述六轴工业机器人中各个关节臂调节成初始预设状态。
图2是本发明实施例中六轴工业机器人的原DH参数表。
根据所述六轴工业机器人中各轴的原杆长尺寸和各轴的原杆长尺寸，绘制出所述六轴工业机器人的原DH参数表，所述六轴工业机器人的原DH参数表如图2所示。
图3是本发明实施例中六轴工业机器人的平面结构图。
在电脑终端上绘制所述六轴工业机器人的平面结构图，所述六轴工业机器人的平面结构图如图3所示，然后依次对所述原DH参数表中各轴的原杆长尺寸进行重新标定。
(1)对所述原DH参数表中111mm的原杆长尺寸进行重新标定：
111mm的原杆长尺寸代表2轴关节臂轴线与1轴关节臂安装底面之间距离。
首先，将所述激光跟踪仪调好水平，把靶球固定在所述1轴关节臂安装底面，可以测量出所述安装底面Z方向(竖直方向)的数值为Z0。
然后，确定所述靶球固定关节臂为2轴关节臂，并把靶球固定在所述2轴关节臂的端面上，确定所述标定关节臂为2轴关节臂，单独旋转所述2轴关节臂，连续测量所述靶球的一个标定圆弧轨迹，将所述标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周，可以得出所述标定圆周的圆心位置在Z方向上的数值为Z1，所述靶球的半径r为已知，因此111mm的精确数值为|Z1-Z0|+r＝111.74mm，以所述111.74mm替换所述111mm。
(2)对所述原DH参数表中264mm的原杆长尺寸进行重新标定；
264mm的原杆长尺寸代表2轴关节臂轴线与3轴关节臂轴线之间的距离。
确定所述靶球固定关节臂为3轴关节臂，并把靶球固定在所述3轴关节臂的端面上，确定所述标定关节臂为3轴关节臂，单独旋转所述3轴关节臂，连续测量所述靶球的一个标定圆弧轨迹，将所述标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周，可以得出所述标定圆周的圆心位置在Z方向上的数值为Z2，因此264mm的精确数值为|Z2-Z1|＝263.54mm，以所述263.54mm替换所述264mm。
(3)对所述原DH参数表中236mm的原杆长尺寸进行重新标定；
236mm的原杆长尺寸代表3轴关节臂轴线与4轴关节臂轴线之间的距离。
确定所述靶球固定关节臂为4轴关节臂，并把靶球固定在所述4轴关节臂的端面上，确定所述标定关节臂为4轴关节臂，单独旋转所述4轴关节臂，连续测量所述靶球的一个标定圆弧轨迹，将所述标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周，可以得出所述标定圆周的圆心位置在Z方向上的数值为Z3，因此236mm的精确数值为|Z3-Z2|＝235.28mm，以所述235.28mm替换所述236mm。
(4)对所述原DH参数表中101.80mm的原杆长尺寸进行重新标定；
101.80mm的原杆长尺寸代表4轴关节臂轴线与6轴关节臂轴线之间的距离。
确定靶球固定关节臂为6轴关节臂，并把靶球固定在所述6轴关节臂的端面上，确定所述标定关节臂为6轴关节臂，单独旋转所述6轴关节臂，连续测量所述靶球的一个标定圆弧轨迹，将所述标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周，可以得出所述标定圆周的圆心位置在Z方向上的数值为Z4，因此101.80mm的精确数值为|Z4-Z3|＝102.52mm，以所述102.52mm替换所述101.80mm。
(5)对所述原DH参数表中90.2mm的原杆长尺寸进行重新标定；
90.2mm的原杆长尺寸代表6轴关节臂端面与5轴关节臂轴线之间的距离。
确定所述靶球固定关节臂为6轴关节臂，并把靶球固定在所述6轴关节臂的端面上，确定所述标定关节臂为5轴关节臂，单独旋转所述5轴关节臂，连续测量所述靶球的一个标定圆弧轨迹，将所述标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周，可以得出所述标定圆周的圆周半径R1，所述靶球的半径r为已知，因此90.2mm的精确数值为|R1-r|＝90.1mm，以所述90.1mm替换所述90.2mm。
(6)对所述原DH参数表中113.8mm的原杆长尺寸进行重新标定；
113.8mm的原杆长尺寸代表5轴关节臂轴线与1轴关节臂轴线之间的距离。
确定所述靶球固定关节臂为6轴关节臂，并把靶球固定在所述6轴关节臂的端面上，确定所述标定关节臂为1轴关节臂，单独旋转所述1轴关节臂，连续测量所述靶球的一个标定圆弧轨迹，将所述标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周，可以得出所述标定圆周的圆周半径R2，因此113.8mm的精确数值为|R2-R1|＝114.45mm，以所述114.45mm替换所述113.8mm。
图4是本发明实施例中六轴工业机器人的新DH参数表。
依次对所述原DH参数表中各轴的原杆长尺寸进行重新标定，生成新DH参数表。
图5是本发明实施例中对原DH参数表进行位置准确度测试的结果示意图，图6是本发明实施例中对新DH参数表进行位置准确度测试的结果示意图。
为了验证所述新DH参数表的准确性，可以按照GB/T12642-2013《工业机器人性能规范及其试验方法》中规定的方法对所述原DH参数表进行位置准确度测试，获取原位置准确度测试值，所述原位置准确度测试值大约为6mm；同样，可以按照GB/T12642-2013《工业机器人性能规范及其试验方法》中规定的方法对所述新DH参数表进行位置准确度测试，获取新位置准确度测试值，所述新位置准确度测试值大约为1mm；所述新位置准确度测试值小于所述原位置准确度测试值，所述新DH参数表中各轴的杆长尺寸更加准确，具有更加优良的机器人连杆参数，具有更加优良的位置准确度，此时可以输出所述新DH参数表。
实施例三
图7是本发明实施例中杆长标定装置的结构示意图。
本发明实施例还提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定装置，所述杆长标定装置包括：
电脑终端1：用于绘制工业机器人的原DH参数表，确定要标定的原杆长尺寸；用于确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂；用于单独旋转所述标定关节臂；用于根据所述标定圆周半径或所述标定圆心位置，计算出标定杆长尺寸，并替换所述原DH参数表中的原杆长尺寸，生成新DH参数表；
在本发明实施例中，基于所述电脑终端1的绘制软件，可以根据所述工业机器人的连杆参数和各轴的旋转方向绘制所述原DH参数表。
在所述电脑终端1中，可以确定要标定的原杆长尺寸。
在所述电脑终端1中，可以确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂。
所述电脑终端1与所述工业机器人电连接，所述电脑终端1可以控制所述工业机器人的运动，单独旋转所述标定关节臂。
基于所述电脑终端1的计算软件，可以根据所述标定圆周半径或所述标定圆心位置，计算出标定杆长尺寸，并替换所述原DH参数表中的原杆长尺寸，基于绘制软件生成新DH参数表。
在本发明实施例中，基于所述电脑终端1的绘制软件，所述电脑终端1还用于绘制所述工业机器人的平面结构图。
在所述电脑终端1中，根据所述平面结构图，可以确定所述原杆长尺寸代表的意义，同时可以确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂。
基于所述电脑终端1，可以按照GB/T12642-2013《工业机器人性能规范及其试验方法》中规定的方法对所述原DH参数表进行位置准确度测试，获取原位置准确度测试值，同时可以按照GB/T12642-2013《工业机器人性能规范及其试验方法》中规定的方法对所述新DH参数表进行位置准确度测试，获取新位置准确度测试值；在所述电脑终端1中，可以比较所述原位置准确度测试值和所述新位置准确度测试值，以验证所述新DH参数表。
固定机构：用于将靶球2固定在所述靶球固定关节臂上；
在本发明实施例中，采用固定机构可以将靶球2固定在工业机器人4的靶球固定关节臂上，能省去人工固定的操作，所述固定机构可为多种，在本发明实施例中不作具体限定。
激光跟踪仪3：用于对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置；
在本发明实施例中，所述激光跟踪仪3能很好地对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置，所述激光跟踪仪3还与所述电脑终端电连接，将所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置发送至所述电脑终端。
本发明实施例提供了一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定装置，所述杆长标定装置有装置简单、标定空间大、操作简单方便和成本低等优点，减少了对专业标定设备软件的依赖，解决现有杆长标定装置中设备体积庞大、标定空间有限、操作繁琐复杂和价格昂贵等问题，无需复杂计算即可以直接标定测量机器人的杆长尺寸，能更好地对机器人的杆长尺寸进行重新标定，以更好地对机器人连杆参数进行补偿，从而更好地提高机器人的位置准确度，具有很好的实用性和适用性。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，ReadOnly Memory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。
另外，以上对本发明实施例所提供的一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法及装置进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (5)
1.一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定方法，其特征在于，所述杆长标定方法包括：
绘制工业机器人的原DH参数表，确定要标定的原杆长尺寸；
所述绘制工业机器人的原DH参数表，确定要标定的原杆长尺寸包括：通过电脑终端绘制所述工业机器人的原DH参数表，所述原DH参数表中包含所述工业机器人中各轴的原杆长尺寸，在电脑终端上确定要标定的一个或多个原杆长尺寸；
确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂，包括：
绘制所述工业机器人的平面结构图；
根据所述平面结构图，确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂；
将靶球固定在所述靶球固定关节臂上，并单独旋转所述标定关节臂；
采用激光跟踪仪对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置；
根据所述标定圆周半径或所述标定圆心位置，计算出标定杆长尺寸，并替换所述原DH参数表中的原杆长尺寸，生成新DH参数表；
所述激光跟踪仪采用最小二乘法圆弧拟合算法或双圆弧拟合算法将所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周；
所述杆长标定方法还包括：
对所述原DH参数表进行位置准确度测试，获取原位置准确度测试值；
对所述新DH参数表进行位置准确度测试，获取新位置准确度测试值；
比较所述原位置准确度测试值和所述新位置准确度测试值；
若所述新位置准确度测试值小于所述原位置准确度测试值，则输出所述新DH参数表。
2.根据权利要求1所述的杆长标定方法，其特征在于，所述原DH参数表根据所述工业机器人的连杆参数和各轴的旋转方向绘制而成。
3.根据权利要求1所述的杆长标定方法，其特征在于，在比较所述原位置准确度测试值和所述新位置准确度测试值之后，还包括：
若所述新位置准确度测试值大于所述原位置准确度测试值，则返回采用激光跟踪仪对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，根据所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置。
4.一种基于激光跟踪仪对工业机器人的杆长标定装置，其特征在于，所述杆长标定装置包括：
电脑终端：用于绘制工业机器人的原DH参数表，确定要标定的原杆长尺寸；所述原DH参数表中包含所述工业机器人中各轴的原杆长尺寸，在电脑终端上确定要标定的一个或多个原杆长尺寸，用于确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂，还用于绘制所述工业机器人的平面结构图，根据所述平面结构图，确定所述原杆长尺寸代表的意义，并确定所述原杆长尺寸相应的靶球固定关节臂和标定关节臂；用于单独旋转所述标定关节臂；用于获取靶球圆弧轨迹的标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置，根据所述标定圆周半径或所述标定圆心位置，计算出标定杆长尺寸，并替换所述原DH参数表中的原杆长尺寸，生成新DH参数表；固定机构：用于将靶球固定在所述靶球固定关节臂上；
激光跟踪仪：用于对所述靶球进行跟踪，连续测量所述靶球的一个或多个标定圆弧轨迹，采用最小二乘法圆弧拟合算法或双圆弧拟合算法将所述一个或多个标定圆弧轨迹拟合成一个标定圆周，并获取所述标定圆周的标定圆周半径或标定圆心位置；
所述电脑终端还用于对所述原DH参数表进行位置准确度测试，获取原位置准确度测试值；
还用于对所述新DH参数表进行位置准确度测试，获取新位置准确度测试值；
还用于比较所述原位置准确度测试值和所述新位置准确度测试值，若所述新位置准确度测试值小于所述原位置准确度测试值，则输出所述新DH参数表。
5.根据权利要求4所述的杆长标定装置，其特征在于，所述电脑终端根据所述工业机器人的连杆参数和各轴的旋转方向绘制所述原DH参数表。
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