CN113001535B - 机器人工件坐标系自动校正系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种机器人工件坐标系自动校正系统与方法，其中该机器人工件坐标系自动校正系统包含实体影像传感器及控制器。实体影像传感器具有第一影像中心轴；控制器控制实体影像传感器与机器人旋转以建构虚拟影像传感器，虚拟影像传感器具有第二影像中心轴，其与第一影像中心轴具有一交点；控制器控制机器人使一工件特征点在第一影像中心轴及第二影像中心轴之间重复移动直到与交点重合，记录包含机器人各关节坐标的校正点，重复上述移动重合步骤以产生多个校正点，再根据该些校正点计算虚拟工具中心点及工件分别相对于机器人的坐标。

Description

机器人工件坐标系自动校正系统与方法
技术领域
本发明涉及一种坐标系自动校正系统，特别是涉及一种自动化的机器人工件坐标系的校正系统。本发明还涉及一在此机器人工件坐标系自动校正系统上实施的机器人工件坐标系自动校正方法。
背景技术
随着科技的进步，机器人在各个产业上的应用也愈来愈广泛地；一般而言，机器人具有多个关节的关节型机械手臂，而其末端设置有一工具或刀具，如焊接工具或钻孔刀具等，并通过人工教导的方式产生机器人动作以达成自动化作业应用。
而在机器人进行作业前，其工具的中心点(Tool Center Point，TCP)的位置需要事先进行精确的校正，如此机器人的控制器才可根据工具中心点使工具运行于正确的路径上。
但随着机器人的工作路径愈趋复杂，工作路径的准确性受到机器人的精度影响，且工件坐标系与机器人相对关系的准确度，直接影响机器人的动作精度，因此工件坐标系的准确度成为机器人实现精确操作的重要指标。
目前在机器人执行自动化应用时，首先需要确认工件位置与机器人的相对位置关系，但由于定位装置的精度，或工件制造公差等原因都会使位置关系产生误差，因此机器人执行动作前，需先经过工件位置的校正才可得到准确的坐标值。
传统的工件位置校正方法需通过人工教导的方式，移动工具中心使其与工件上数个指定点重合，并记录坐标以完成工件位置的校正。
若以手动方式校正，则需教导机器人使工具中心点分别与工件坐标系上多个指定点重合才能完成校正，但此方法除了受到操作者的经验影响外，操作过程也容易因机器人绝对精度不佳或操作不慎，造成工具中心点与工件发生碰撞而损坏。
若以自动方法进行校正，则现有方法具有以下缺点：
(1)于机器人外部装设影像传感器，通过与指定点重合或测量目标点实际距离后修正工件坐标；此方法可能因工具不同，受机器人本体结构或物件遮蔽而无法取得指定点影像；
(2)安装影像传感器并先以测量设备确认影像传感器与机器人的相对位置，或控制工具中心去触碰工件，但可能造成工件损伤且存在人员操作误差；
(3)使用CAD文件获得机器人与校正仪器或工件的相对距离，但此方法操作过程耗时并且工件需有特征点供实际测量方可降低误差。
申请人曾于2017年11月03日提出中国发明专利申请，申请号为201711069441.7，名称为「机器人工具中心点校正系统及其方法」，以下将前述该案称为「前案」。
但是，申请人基于精益求精的研发精神，再从以下方向进行创新改善：
避免影像传感器受机器人本体结构或工具遮蔽而无法取得指定点位的影像；
降低系统架构的成本。
因而显然需要有一种校正过程中不需与工件实际接触、无碰撞问题、不受本体结构或工具遮蔽、操作前不需校正影像传感器位置与机器人的关系，且不需于工件上安装额外影像传感器，及可通过一次的校正流程而完成工件位置校正，能够有效改善现有技术的各种缺点的『机器人工件坐标系自动校正系统与方法』。
发明内容
在一实施例中，本发明提出一种机器人工件坐标系自动校正系统，包含：实体影像传感器，具有第一影像中心轴，实体影像传感器设置于机器人法兰面上；以及控制器，控制实体影像传感器与机器人旋转以建构虚拟影像传感器，其具有第二影像中心轴，第二影像中心轴与第一影像中心轴具有一交点；其中，控制器控制机器人使其一工件特征点在第一影像中心轴及第二影像中心轴之间重复移动直到与交点重合，记录含有机器人的多个关节坐标的一校正点，重复上述步骤产生多个校正点，根据该些校正点计算虚拟工具中心点坐标以及工件的坐标。
在另一实施例中，本发明提出一种机器人工件坐标系的自动校正方法，包含：提供实体影像传感器，其具有第一影像中心轴，实体影像传感器设置于机器人的法兰面上；提供控制器，控制实体影像传感器与机器人旋转以建构虚拟影像传感器，其具有第二影像中心轴，第二影像中心轴与第一影像中心轴具有一交点；控制机器人使其工件特征点在第一影像中心轴及第二影像中心轴之间重复移动直到与交点重合，记录含有机器人的多个关节的坐标的校正点；移动至下一工件特征点，再重复上述步骤以产生多个校正点；根据该些校正点计算虚拟工具中心点的坐标以及工件的相对坐标。
附图说明
图1为本发明的机器人工件坐标系自动校正系统的第一实施例的系统架构示意图；
图2A～图2B为本发明的机器人工件坐标系自动校正系统的第一实施例的转换关系示意图；
图3A～图3B为本发明的机器人工件坐标系自动校正系统的第一实施例的建构步骤示意图；
图4为本发明的机器人工件坐标系自动校正系统的第一实施例的视觉伺服示意图；
图5为本发明的机器人工件坐标系自动校正系统的第一实施例的移动重合步骤示意图；
图6为本发明的机器人工件坐标系自动校正系统的第一实施例的第一流程图；
图7为本发明的机器人工件坐标系自动校正系统的第一实施例的第二流程图；
图8为本发明的机器人工件坐标系自动校正系统的第一实施例的第三流程图；
图9为本发明的机器人工件坐标系自动校正系统的第一实施例的第四流程图。
符号说明
1：机器人工件坐标系自动校正系统
11：实体影像传感器
12：虚拟影像传感器
13：控制器
A：第一影像中心轴
B：第二影像中心轴
CP1～CP3：校正点
R：机器人
F：法兰面
I：交点
IA：交叠区域
J1～J6：关节
M：本体
P’x1、P’y1、P’z1、P’x2、P’y2、P’z2：投影坐标
S51～S56、S61～S66、S71～S76、S81～S87：步骤流程
SC1、SC2、PH1～PH4：距离
Figure BDA0002323897170000041
空间向量
T1～T4：移动点
TCP：虚拟工具中心点
W：工件
WPi：工件特征点
x1～x3、y1～y3、z1～z3、xC1、yC1、xC2、yC2、C1、C2、C3：坐标
xC、yC、zC、xR、yR、zR、xb、yb、zb、xf、yf、zf、xtool、ztool：坐标轴
θv：角度
具体实施方式
以下将详述本发明内容的各实施例，并配合附图作为例示。除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本发明的范围内，并以附上的权利要求为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部这些特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。附图中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，附图仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，除非有特别说明。
如图1的系统架构所示，机器人工件坐标系自动校正系统1连接机器人R实施，校正系统1可包含实体影像传感器11、虚拟影像传感器12及控制器13，控制器13可以是机器人R的控制器或另外一独立的计算机装置，本发明不予限制，实体影像传感器11可为一实质存在的摄影机或其它类似的影像提取装置。机器人R又称为机器手臂，包含本体M，本体M包含多个关节J1～J6；虚拟影像传感器12则是由实体影像传感器11所模拟而成，实体上是不存在的；机器人工件坐标系自动校正系统1举例可用于计算一虚拟工具中心点TCP的坐标以及工件W的坐标，而此虚拟工具中心点则是稍后在装设实体工具在机器人末端上时的参考用。
必须强调说明的是，本发明所提供的系统与方法，于校正过程中不需要装设实体工具，而是利用工件W上的若干特征点或指定点以进行校正，工件W上可选定许多工件特征点WPi，其位置不限，例如圆心或线面的交点等，凡位于实体影像传感器11与虚拟影像传感器12的视野交集范围内即可，例如图1所示的工件特征点WPi是位于三个表面的交点上，当然也可为其他位置的点。
实体影像传感器11具有一第一影像中心轴A，实体影像传感器11设置于机器人R末端的法兰面F上，法兰面F具有坐标系(xf-yf-zf)，实体影像传感器11的视野范围涵盖法兰面F的中心的Z轴zf，且Z轴zf垂直于由X轴xf及Y轴yf所构成的水平面。
图2A表示实体影像传感器11所提取的向量方位，图2B表示该方位与实体影像传感器11的坐标系(x1C-y1C-z1C)的关系；如图2A及图2B所示，在进行工件坐标校正之前，需先计算机器人R的坐标系(xR-yR-zR)与实体影像传感器11的坐标系(x1C-y1C-z1C)的转换关系。
首先，移动机器人R使工件W上任一指定点进入到实体影像传感器11视野范围内的任意位置后，将此指定点作为一影像坐标系的原点O(未图示)，此影像坐标系即是指由实体影像传感器11提取的影像所形成的坐标系(x1C-y1C-z1C)。
将原点O再与另一指定点重合后，移动机器人R沿着机器人R的坐标系xR方向任意长度得到实体影像传感器11的投影坐标点P′x1＝(x11,y11)，并假设该点空间向量为
Figure BDA0002323897170000051
同理，在原点O与该指定点重合后，沿着机器人R的坐标系yR方向移动任意长度得到实体影像传感器11的投影坐标点P′y1＝(x21,y21)，并假设该点空间向量为
Figure BDA0002323897170000061
同理，在原点O与该指定点重合后，沿着机器人R的坐标系zR方向移动任意长度得到实体影像传感器11的投影坐标点P′z1＝(x31,y31)，并假设该点空间向量为
Figure BDA0002323897170000062
利用坐标系垂直特性得到以下联立方程式：
Figure BDA0002323897170000063
Figure BDA0002323897170000064
Figure BDA0002323897170000065
并求解得到常数向量
Figure BDA0002323897170000066
此方程式共可得两组解，其中第一组解(z11,z21,z31)与第二组解(z12,z22,z32)相差一负号，(z11,z21,z31)＝-(z12,z22,z32)，因此可利用影像中工件上任意二指定点的距离长短变化，判别沿着机器人R的坐标系(xR-yR-zR)移动时，此指定点为朝向或远离实体影像传感器11的方向移动，进而判别正确的分支解(Branch Solution)。
因此，实体影像传感器11相对于法兰面F坐标系的坐标：
Figure BDA0002323897170000067
Figure BDA00023238971700000611
其中，flangeTCCD为实体影像传感器11相对于法兰面F坐标系的坐标，baseTflange为法兰面F相对于机器人R的基座坐标系(xb-yb-zb)的坐标。
同时，可得到机器人R坐标系与实体影像传感器11坐标系的转换关系：
SR＝baseTflange flangeTCCDSc……………………………………(5)
其中，Sc为沿着实体影像传感器11的坐标系(x1C-y1C-z1C)的移动量，SR为沿着机器人R的坐标系(xR-yR-zR)的移动量。
当上述实体影像传感器11与机器人R坐标系的转换关系完成建立后，即可将实体影像传感器11依视野范围内任一点相对于法兰面F任一坐标轴，旋转一角度θv产生第二视角，以作为虚拟影像传感器12，如图1所示，而虚拟影像传感器12实质上是由实体影像传感器11所模拟而成的。
请参阅图3A及图3B所示，求得虚拟工具中心点TCP的坐标与建构虚拟影像传感器12的方法说明如下：
步骤(a)：将机器人R移至实体影像传感器11的视野范围内具有任一特征点WPi的位置，并假设视野范围内其它任一点D相对于法兰面F的坐标为D＝[0,0,DZ]，如图3A所示；
步骤(b)：以实体影像传感器11取得特征点WPi相对于影像坐标系的坐标为C1，而后实体影像传感器11再以其Z轴(z1c轴)为轴心分别旋转两个角度以产生两点坐标C2,C3，并以C1、C2、C3三点坐标所产生的圆弧计算出一圆心位置D1，如图3B所示；
步骤(c)：计算圆心位置D1至一工具影像中心点I1向量
Figure BDA0002323897170000071
并将相对于该向量
Figure BDA0002323897170000072
转换为相对于法兰面F的向量
Figure BDA0002323897170000073
Figure BDA0002323897170000074
此工具影像中心点I1即是工具的坐标轴Z轴ztool与第一影像中心轴A的交点。
步骤(d)：修正点D坐标为D＝D+L(D1I1)f，其中L()为距离函数，并回到步骤(a)。直到圆心位置D1与该影像中心点I1的坐标重合后，即可取得虚拟工具中心点坐标I。可根据每次向量
Figure BDA0002323897170000075
的变化，调整函数L()的常数；以及
步骤(e)：将实体影像传感器11依法兰面F任一坐标轴旋转一角度θv产生第二视角，以作为虚拟影像传感器12。
请参阅图4所示，以视觉伺服的方式，移动实体影像传感器11使工件上一指定点或特征点落到视角轴线上，从所截取的影像信息中，可得到该指定点相对于影像感应器坐标系的坐标，再据以计算伺服运动方向以完成机器人移动控制，其步骤如下：
步骤(a1)：通过实体影像传感器11截取到的影像信息中，得到指定点相对于实体影像传感器11的坐标(x_c1,y_c1)；
步骤(b1)：将运动方向
Figure BDA0002323897170000076
转换为机械人R坐标系的方向
Figure BDA0002323897170000077
baseTflange flangeTCCDSc，如图4所示；
步骤(c1)：使机器人R沿着上述方向运动直到指定点到达实体影像传感器11的坐标轴后停止；
步骤(d1)：若指定点不位于实体影像传感器11中心点I1时，则回到步骤(a1)，若指定点位于轴线交点则完成视觉伺服控制程序。
请参阅图5所示，实体影像传感器11具有第一影像中心轴A；虚拟影像传感器12具有第二影像中心轴B，第一影像中心轴A与第二影像中心轴B不相互平行故具有交点I，且实体影像传感器11与虚拟影像传感器12具有影像交叠区域IA，使实体影像传感器11及虚拟影像传感器12可形成2.5D的机器视觉；其中虚拟影像传感器12为一实质不存在的摄影机或其它类似的装置，而是由实体影像传感器11模拟而成。
控制器13控制机器人R连同实体影像传感器11或虚拟影像传感器12一同转动，使工件W上的任一特征点WPi在第一影像中心轴A及第二影像中心轴B之间重复移动，如图1所示；在较佳实施例中，控制器13可为各种的计算机装置。控制器13在工件特征点WPi与第一影像中心轴A及第二影像中心轴B的交点I重合时记录当时的一校正点，再据以改变机器人R的姿态以再记录下一个校正点，由此记录机器人R在不同姿态下的多个校正点；最后，控制器13则根据该些校正点分别计算虚拟工具中心点TCP及工件W相对于机器人R的坐标；其中，各个校正点可包含所有关节J1～J6的坐标，而各个关节的坐标可为各个关节相对于其一预设起始点的转动角度，即一个校正点可代表一组关节值；例如：若关节角度θ(Joint angle)表示关节的坐标，故多数关节J1～J6的坐标可表示为θJ1、θJ2、θJ3、θJ4、θJ5及θJ6；故一个校正点可表示为(θJ1,θJ2,θJ3,θJ4,θJ5,θJ6)。
由图5可知，控制器13首先控制机器人R将工件特征点WPi移动至第一影像中心轴A及第二影像中心轴B的影像交叠区域IA中任一位置；接着依序地，控制器13控制机器人R使工件特征点WPi开始向第一影像中心轴A移动至点T1，如路径PH1所示；然后，控制器13控制机器人R使工件特征点WPi由点T1开始向第二影像中心轴B移动至点T2，如路径PH2所示；同样的，控制器13控制机器人R使工件特征点WPi由点T2开始向第一影像中心轴A移动至点T3，如路径PH3所示，再控制机器人R使工件特征点WPi由点T3开始向第二影像中心轴B移动至点T4，如路径PH4所示；最后，控制器13控制机器人R使工件特征点WPi由点T4开始向第一影像中心轴A逐渐地移动至交点I，并在工件特征点WPi与交点I重合时记录第一校正点CP1；在本实施例中，工件特征点WPi与第一影像中心轴A的距离，及工件特征点WPi与第二影像中心轴B的距离，若分别小于一门槛值时即可视为工件特征点WPi与交点I重合；一般而言，此门槛值可设定为工件特征点WPi的像素的50％；即工件特征点WPi在其像素的50％内与第一影像中心轴A与第二影像中心轴B重合时，即可视为工件特征点WPi与交点I重合；由上述可知，控制器13控制机器人R使工件特征点WPi在第一影像中心轴A及第二影像中心轴B之间重复移动，以取得第一校正点CP1。
接着，控制器13判断校正点的数量是否大于或等于一预设值；在本实施例中，校正点的数量需大于或等于3；若校正点的数量小于3，则控制器13可通过乱数产生器产生一方位角(Euler Angle)增量ΔRx,ΔRy,ΔRz以修正机器人R的方位角，由此改变机器人R的姿态；此时，机器人R的方位角可表示为(Rx+ΔRx,Ry+ΔRy,Rz+ΔRz)，其中(Rx,Ry,Rz)为机器人R原来的方位角；其中Rx表示偏航角(Yaw angel)；Ry表示螺距角或俯仰角(Pitch angel)；Rz表示滚转角(Roll angel)。若修正的方位角超过机器人R的运动范围或超出交叠区域IA时，控制器13可通过乱数产生器重新再产生方位角增量。
然后，在取得新方位角及下一个特征点WPi后，控制器13控制机器人R使虚拟工具中心点TCP在第一影像中心轴A及第二影像中心轴B之间重复移动，且在虚拟工具中心点TCP与第二影像中心轴B重合时记录第二校正点CP2。
然后，控制器13判断校正点的数量是否大于或等于3；若控制器13判断校正点的数量小于3，控制器13重复上述步骤以取得记录第三校正点CP3，直到控制器13判断校正点的数量大于或等于3。
根据上述说明，本发明于进行校正过程中所采用的指定点或特征点，可包含至少3个已知相对于工件坐标系的指定点，例如，工件坐标系原点、工件坐标系X轴上任一点、工件坐标系X-Y平面上任一点等。移动机械人R使工件坐标系的第i个指定点(即工件W的第i个特征点WPi)于实体影像传感器11与虚拟影像传感器12重叠视范围之内，重复上述移动重合步骤，使i大于一预定数量，以完成指定点校正信息搜集流程，根据该些校正点计算虚拟工具中心的坐标以及工件的坐标。
如图1所示，控制器13可根据该些校正点CP1～CP3计算虚拟工具中心点TCP的坐标；其中各个校正点CP1～CP3的坐标可通过机器人R的连杆参数(Denavit-HartenbergParameters)、关节J1～J6的坐标及虚拟工具中心点TCP相对于法兰面F的坐标系(xf-yf-zf)的信息获得；其中，连杆参数可包含连杆偏移d(Link offset)、关节角度θ(Joint angle)、连杆长度a(Link length)及连杆扭转α(Link twist)等。
虚拟工具中心点TCP的坐标可由下式(6)计算：
T1iT2＝P…………………………………………………………(6)
其中，矩阵T1i是将第i个校正点的坐标，由基座的坐标系(xb-yb-zb)转换至法兰面F的坐标系(xf-yf-zf)的一4×4齐次转换矩阵，矩阵T2为虚拟工具中心点TCP相对于法兰面F的坐标系的坐标，矩阵P为校正点在空间中相对于基座的坐标系(xb-yb-zb)的坐标；各个校正点可通过式(6)得到三条线性方程式，因此可利用n个校正点得到3n条方程式后以虚拟反矩阵(Pseudo-inverse matrix)求得虚拟工具中心点TCP的坐标；由式(6)可推得式(7)：
Figure BDA0002323897170000101
其中，(e11i,e21i,e31i)表示第i个校正点在xf轴的向量相对于基座的坐标系(xb-yb-zb)的方向；(e12i,e22i,e32i)表示第i个校正点在yf轴的向量相对于基座的坐标系(xb-yb-zb)的方向；(e13i,e23i,e33i)表示第i个校正点在zf轴的向量相对于基座的坐标系(xb-yb-zb)的方向；由式(7)可推得式(8)及式(9)：
Figure BDA0002323897170000102
Figure BDA0002323897170000111
其中，
Figure BDA0002323897170000112
Figure BDA0002323897170000113
为T3的转置矩阵(Transposematrix)，
Figure BDA0002323897170000114
为
Figure BDA0002323897170000115
的反矩阵(Inverse matrix)。
若校正点的数量足够，以已知的第i个校正点所对应的矩阵T1i，将矩阵内各元素代入式(8)并将矩阵T3移项后得出式(9)，取得虚拟工具中心点TCP相对于法兰面F的坐标系的坐标(Tx,Ty,Tz)及虚拟工具中心点TCP相对于机器人R坐标系(xR-yR-zR)的坐标(Px,Py,Pz)，并完成虚拟工具中心点TCP的坐标(Tx,Ty,Tz)的校正以及计算出工件W的坐标。
由上述可知，在本实施例中，机器人工件坐标系自动校正系统1可通过视觉伺服的方式，自动校正机器人相对于加工工件的坐标，且可达极高的校正精确度，因此可以有效地降低人力成本及时间成本；另外，机器人工件坐标系自动校正系统1可通过一次校正程序即可精确地校正机器人相对于工件的坐标。因此，机器人工件坐标系自动校正系统1确实可有效地改善现有技术的缺点。
请参阅图6所示，获得机器人R的坐标系(xR-yR-zR)与实体影像传感器11的坐标系(x1C-y1C-z1C)的转换关系的方法可包含下列步骤：
步骤S51：控制机器人R将实体影像传感器11视野范围内的任一指定点，由影像交叠区域IA的任一位置沿着机器人R的坐标系(xR-yR-zR)的横轴xR移动一距离LR，并由实体影像传感器11获得第一投影坐标P’x1。
步骤S52：控制机器人R将上述指定点由影像交叠区域IA的上述该位置沿着机器人R的坐标系(xR-yR-zR)的纵轴yR移动一距离LR，并由实体影像传感器11获得第二投影坐标P’y1。
步骤S53：控制机器人R将上述指定点由影像交叠区域IA的上述该位置沿着机器人R的坐标系(xR-yR-zR)的垂直轴zR移动一距离LR，并由实体影像传感器11获得第三投影坐标P’z1。
步骤S54：提供对应于第一投影坐标P’x1、第二投影坐标P’y1及第三投影坐标P’z1的第一空间向量
Figure BDA0002323897170000121
第二空间向量
Figure BDA0002323897170000122
及第三空间向量
Figure BDA0002323897170000123
步骤S55：根据第一空间向量
Figure BDA0002323897170000124
第二空间向量
Figure BDA0002323897170000125
及第三空间向量
Figure BDA0002323897170000126
之间的垂直关系计算第一空间向量
Figure BDA0002323897170000127
第二空间向量
Figure BDA0002323897170000128
及第三空间向量
Figure BDA0002323897170000129
步骤S56：根据第一空间向量
Figure BDA00023238971700001210
第二空间向量
Figure BDA00023238971700001211
及第三空间向量
Figure BDA00023238971700001212
计算机器人R的坐标系(xR-yR-zR)与实体影像传感器11的坐标系(x1C-y1C-z1C)的转换关系，如上述式(4)。
请参阅图7所示，获得机器人R的坐标系(xR-yR-zR)与虚拟影像传感器12的坐标系(x2C-y2C-z2C)的转换关系的方法可包含下列步骤：
步骤S61：控制机器人R将虚拟影像传感器12视野内的任一指定点由影像交叠区域IA的任一位置沿着机器人R的坐标系(xR-yR-zR)的横轴xR移动一距离LR，并由虚拟影像传感器12获得第一投影坐标P’x2。
步骤S62：控制机器人R将上述指定点由影像交叠区域IA的上述该位置沿着机器人R的坐标系(xR-yR-zR)的纵轴yR移动一距离LR，并由虚拟影像传感器12获得第二投影坐标P’y2。
步骤S63：控制机器人R将上述指定点由影像交叠区域IA的上述该位置沿着机器人R的坐标系(xR-yR-zR)的垂直轴zR移动一距离LR，并由虚拟影像传感器12获得第三投影坐标P’z2。
步骤S64：提供对应于第一投影坐标P’x2、第二投影坐标P’y2及第三投影坐标P’z2的第一空间向量
Figure BDA00023238971700001213
第二空间向量
Figure BDA00023238971700001214
及第三空间向量
Figure BDA00023238971700001215
步骤S65：根据第一空间向量
Figure BDA00023238971700001216
第二空间向量
Figure BDA00023238971700001217
及第三空间向量
Figure BDA00023238971700001218
之间的垂直关系计算第一空间向量
Figure BDA00023238971700001219
第二空间向量
Figure BDA00023238971700001220
及第三空间向量
Figure BDA00023238971700001221
步骤S66：根据第一空间向量
Figure BDA0002323897170000131
第二空间向量
Figure BDA0002323897170000132
及第三空间向量
Figure BDA0002323897170000133
计算机器人R的坐标系(xR-yR-zR)与虚拟影像传感器12的坐标系(x2C-y2C-z2C)的转换关系，如上述式(8)。
请参阅图8所示，机器人工件坐标系自动校正系统1所采用的方法包含下列步骤：
步骤S71：提供实体影像传感器11，其具有第一影像中心轴A。
步骤S72：提供虚拟影像传感器12，其具有第二影像中心轴B，第二影像中心轴B与第一影像中心轴A具有交点I。
步骤S73：控制机器人R使其工件特征点WPi重复地在第一影像中心轴A及第二影像中心轴B之间移动。
步骤S74：当工件特征点WPi与交点I重合时，记录包含机器人R的多个关节J1～J6的坐标的校正点。
步骤S75：选择下一工件特征点WPi，重复上述步骤以产生多个校正点。
步骤S76：根据该些校正点计算虚拟工具中心点TCP的坐标以及工件坐标。
请参阅图9所示，图9流程图更详细说明本发明的机器人工件坐标系自动校正方法的流程图：
步骤S81：假设i＝1，设定工件W的第i个特征点WPi。
步骤S82：控制器13移动机器人R，使工件特征点WPi位于实体影像传感器11及虚拟影像传感器12的共同视野范围之中。
步骤S83：控制器13先将工件特征点WPi移动至第一影像中心轴A上，再移动至第二影像中心轴B上，反复移动直到工件特征点WPi分别与第一影像中心轴A及第二影像中心轴B重合，即与其交点I重合。
步骤S84：控制器13判断第一影像中心轴A及第二影像中心轴B的交点I与该工件特征点WPi的距离误差是否小于一门槛值；若是，则进行步骤S85；若否，则进行步骤S841。
步骤S841：控制器13通过乱数产生器产生方位角增量(ΔRx,ΔRy,ΔRz)以修正机器人R的方位角，并回到步骤S83。
步骤S85：控制器13记录工件特征点WPi的第一组关节值，即第一校正点。
步骤S86：控制器13判断第一组关节值的数量是否大于或等于4个。若是，则进行步骤S87；若否，则进行步骤S841；其中数量可为其它数目，本发明不予限制。
步骤S87：控制器13判断工件特征点WPi的数量是否大于或等于指定的数量；若是，则进行步骤S88；若否，则进行步骤S871。
步骤S871：令i＝i+1。
步骤S88：以工具中心校正方式分别求得虚拟工具中心点TCP及工件W相对于机器人R的坐标；其中工具中心校正方式已揭露于上述前案中，本发明不再叙述。
综上所述，本发明所提供的机器人工件坐标系自动校正系统与方法，校正流程主要可分为四个部分：(1)将一实体影像传感器安装于机器人末端的法兰面上；(2)建立机械人法兰面坐标系与实体影像传感器坐标系的转换关系，使影像得到的运动信息转换为机器人的运动信息；(3)通过多视角方式建构虚拟影像传感器与虚拟工具中心点位置，产生2.5D机器视觉；(4)通过影像伺服方式，控制机器人使工件上指定点与二影像中心轴交点重合，可通过以下其中一方法完成：(41)控制机器人举例以四个以上的不同姿态使虚拟工具中心点与工件坐标原点重合，而后再以任意姿态使虚拟工具中心点与工件坐标系X轴上任一点、X-Y平面上任一点分别重合，并记录其坐标，或(42)控制机器人举例以四个以上的不同姿态，使虚拟工具中心点分别与工件上四个以上相对于工件坐标系的已知坐标点重合，并记录其坐标。
本发明仅需要于机器人末端的法兰面上设置一实体的影像传感器，通过工件特征点进行校正，校正过程不需与工件实际接触，无碰撞问题，通过一次的校正流程即可完成工件位置的校正，有效提升校正的精度。
虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种机器人工件坐标系自动校正系统，适用于连接机器人，其特征在于，该系统包含：
实体影像传感器，具有第一影像中心轴，该实体影像传感器设置于该机器人末端的一法兰面上；以及
控制器，连接该机器人与该实体影像传感器，控制该实体影像传感器与该机器人旋转以建构虚拟影像传感器，该虚拟影像传感器具有第二影像中心轴，该第二影像中心轴与该第一影像中心轴具有交点；
其中，该控制器控制该机器人使工件上的特征点在该第一影像中心轴及该第二影像中心轴之间重复移动直到与该交点重合，记录包含该机器人的多个关节的坐标的一校正点，再通过移动至下一个特征点，重复上述移动重合该交点以产生多个其它校正点，根据该些校正点分别计算虚拟工具中心点以及该工件相对于该机器人的坐标。
2.如权利要求1所述的机器人工件坐标系自动校正系统，其中该控制器是根据该机器人的坐标系相对于该实体影像传感器及该虚拟影像传感器的坐标系的转换关系，及该实体影像传感器及该虚拟影像传感器的多个影像以控制该机器人移动。
3.如权利要求1所述的机器人工件坐标系自动校正系统，其中该些校正点各包含该些关节相对于预设起始点的转动角度。
4.如权利要求3所述的机器人工件坐标系自动校正系统，其中该控制器根据该些校正点及该机器人的连杆参数计算该虚拟工具中心点的坐标。
5.如权利要求1所述的机器人工件坐标系自动校正系统，其中该些校正点的数量大于或等于预设值。
6.如权利要求5所述的机器人工件坐标系自动校正系统，其中当该些校正点的数量小于该预设值时，该控制器通过乱数产生器产生方位角增量以修正该机器人的方位角。
7.如权利要求6所述的机器人工件坐标系自动校正系统，其中该控制器在修正该机器人的该方位角后，控制该机器人使另一特征点在该第一影像中心轴及该第二影像中心轴之间重复移动，用于取得多个另一校正点，直到该些另一校正点的数量大于或等于该预设值。
8.如权利要求1所述的机器人工件坐标系自动校正系统，其中该特征点与该第一影像中心轴及该第二影像中心轴的该交点重合时，该特征点与该第一影像中心轴的距离及与该工件特征点与该第二影像中心轴的距离分别小于门槛值。
9.如权利要求1所述的机器人工件坐标系自动校正系统，其中该虚拟工具中心点的坐标是相对于该机器人的基座的坐标，或相对于该法兰面的坐标。
10.一种机器人工件坐标系的自动校正方法，适用于连接控制器的机器人，该方法包含以下步骤：
(i)提供实体影像传感器，形成影像坐标系且具有第一影像中心轴，该实体影像传感器设置于该机器人末端的法兰面上；
(ii)通过该控制器控制该实体影像传感器与该机器人旋转，以建构虚拟影像传感器，该虚拟影像传感器具有第二影像中心轴，该第二影像中心轴与该第一影像中心轴具有交点；
(iii)该控制器控制该机器人使工件上的特征点在该第一影像中心轴及该第二影像中心轴之间重复移动直到与该交点重合，并记录包含该机器人的多个关节的坐标的校正点；
(iv)该控制器控制该机器人移动至下一个特征点，重复上述移动重合该交点以产生多个其它校正点；以及
(v)根据该些校正点分别计算虚拟工具中心点以及该工件相对于该机器人的坐标。
11.如权利要求10所述的机器人工件坐标系的自动校正方法，还包括建构该虚拟影像传感器的方法，其步骤为：
(a)移动该机器人使该特征点落于该实体影像传感器的视野范围内，并取得该视野范围内任意点相对于该法兰面的坐标；
(b)取得该任意点相对于该实体影像传感器的坐标系的第一点，再以该第一影像中心轴为中心，分别旋转两个角度以产生第二点与第三点，并以该第一点、该第二点及该第三点计算出圆心位置；
(c)计算该圆心位置至工具影像中心点的向量，并将相对于该影像坐标系的向量，转换为相对于该法兰面的向量，该工具影像中心点为工具的坐标轴与该第一影像中心轴的交点；
(d)修正该任意点的坐标，并回到步骤(a)，直到该圆心位置与该工具影像中心点的坐标重合后，取得工具中心点坐标；以及
(e)将该实体影像传感器依该法兰面任一坐标轴旋转角度，以作为该虚拟影像传感器。
12.如权利要求10所述的机器人工件坐标系的自动校正方法，其中该步骤(iii)还包含下列步骤：
提供该机器人的坐标系相对于该实体影像传感器及该虚拟影像传感器的坐标系的转换关系；以及
根据该转换关系、该实体影像传感器及该虚拟影像传感器的多个影像，以控制该机器人移动。
13.如权利要求12所述的机器人工件坐标系的自动校正方法，其中提供该机器人的坐标系相对于该实体影像传感器及该虚拟影像传感器的坐标系的该转换关系的步骤还包含：
控制该机器人将该特征点由该实体影像传感器及该虚拟影像传感器的影像交叠区域的任一位置，沿着该机器人的坐标系的横轴移动一距离，并由该实体影像传感器及该虚拟影像传感器获得第一投影坐标；
控制该机器人将该特征点由该影像交叠区域的该位置，沿着该机器人的坐标系的纵轴移动该距离，并由该实体影像传感器及该虚拟影像传感器获得第二投影坐标；以及
控制该机器人将该特征点由该影像交叠区域的该位置，沿着该机器人的坐标系的垂直轴移动该距离，并由该实体影像传感器及该虚拟影像传感器获得第三投影坐标。
14.如权利要求13所述的机器人工件坐标系的自动校正方法，其中提供该机器人的坐标系相对于该实体影像传感器及该虚拟影像传感器的坐标系的该转换关系的步骤还包含：
提供分别对应于该第一投影坐标、该第二投影坐标及该第三投影坐标的第一空间向量、第二空间向量及第三空间向量；
根据该第一空间向量、该第二空间向量及该第三空间向量之间的垂直关系，计算该第一空间向量、该第二空间向量及该第三空间向量；以及
根据该第一空间向量、该第二空间向量及该第三空间向量，计算该机器人的坐标系相对于该实体影像传感器及该虚拟影像传感器的坐标系的该转换关系。
15.如权利要求10所述的机器人工件坐标系的自动校正方法，其中各该些关节的坐标为各该些关节相对于预设起始点的转动角度。
16.如权利要求10所述的机器人工件坐标系的自动校正方法，其中该步骤(v)还包含下列步骤：
根据该些校正点及该机器人的连杆参数，计算该虚拟工具中心点的坐标以及该工件的坐标。
17.如权利要求10所述的机器人工件坐标系的自动校正方法，其中该些校正点的数量大于或等于预设值。
18.如权利要求10所述的机器人工件坐标系的自动校正方法，其中该步骤(iii)还包含下列步骤：
使该特征点与该第一影像中心轴的距离及与该特征点与该第二影像中心轴的距离分别小于门槛值。
19.如权利要求10所述的机器人工件坐标系的自动校正方法，其中该步骤(iv)还包含下列步骤：
当该些校正点的数量小于一预设值时，通过乱数产生器产生方位角增量以修正该机器人的方位角。
20.如权利要求19所述的机器人工件坐标系的自动校正方法，其中在修正该机器人的该方位角之后还包含下列步骤：
控制该机器人使另一特征点在该第一影像中心轴及该第二影像中心轴之间重复移动，用于取得多个另一校正点，直到该些另一校正点的数量大于或等于该预设值。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020201375B3 (de) * 2020-02-05 2021-06-24 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg Verfahren zur Überprüfung eines Sicherheitsbereichs eines Roboters
CN114211483A (zh) * 2021-11-17 2022-03-22 合肥联宝信息技术有限公司 一种机器人工具中心点标定方法、设备及存储介质
CN114102622B (zh) * 2021-11-22 2023-07-14 清华大学 机器人系统及其测控方法和面激光接受器
CN114536324B (zh) * 2022-01-11 2023-11-07 重庆智能机器人研究院 一种工业机器人自动工具工件标定方法
CN114280709B (zh) * 2022-01-25 2023-04-18 宁波大学 一种视觉仿生感光成像装置及应用方法
CN114454060B (zh) * 2022-02-23 2023-06-09 无锡中车时代智能装备研究院有限公司 一种机器人自适应曲面跟踪恒力磨抛方法及系统
CN114516051B (zh) * 2022-03-18 2023-05-30 中国农业大学 三个及以上自由度机器人视觉测量的前方交会方法及系统
CN114589698B (zh) * 2022-04-07 2023-06-06 北京信息科技大学 基于多目标视觉测量和机器学习的机械臂无模型实时标定方法及装置
CN114872048B (zh) * 2022-05-27 2024-01-05 河南职业技术学院 一种机器人舵机角度校准方法
CN115237056B (zh) * 2022-09-23 2022-12-13 佛山智能装备技术研究院 工业机器人多工具快速纠偏方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101282823A (zh) * 2005-10-06 2008-10-08 库卡罗伯特有限公司 确定虚拟工具中心点的方法
CN101656840A (zh) * 2008-08-22 2010-02-24 原相科技股份有限公司 广角传感器阵列模块及其图像校正方法、操作方法与应用
CN102760234A (zh) * 2011-04-14 2012-10-31 财团法人工业技术研究院 深度图像采集装置、系统及其方法
DE102007056773A1 (de) * 2007-11-23 2012-12-20 Kuka Laboratories Gmbh Verfahren zum automatischen Bestimmen eines virtuellen Arbeitspunktes
CN103101060A (zh) * 2011-11-11 2013-05-15 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 机器人工具中心点的传感校正方法
CN106671080A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 财团法人工业技术研究院 校正方法与校正设备
CN109571546A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 财团法人工业技术研究院 机器人工具中心点校正系统及其方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4849757B2 (ja) 2000-03-23 2012-01-11 スナップ − オン テクノロジーズ，インコーポレイテッド 自己校正するマルチカメラ機械視覚測定システム
JP2008522836A (ja) * 2004-10-25 2008-07-03 ユニバーシティ・オブ・デイトン 運動学的ロボット・モデル・パラメータ決定によって多関節ロボットにおいて改善された精度を提供する方法及びシステム
US8989897B2 (en) 2004-11-19 2015-03-24 Dynalog, Inc. Robot-cell calibration
CN100489448C (zh) 2006-06-30 2009-05-20 廊坊智通机器人系统有限公司 一种工件坐标系统的标定方法
CN100489449C (zh) 2006-06-30 2009-05-20 廊坊智通机器人系统有限公司 基于相对测量的工件坐标系统标定方法
EP2268459B9 (en) 2008-04-30 2012-03-21 ABB Technology AB A method and a system for determining the relation between a robot coordinate system and a local coordinate system located in the working range of the robot
ES2412393T3 (es) 2008-06-09 2013-07-11 Abb Technology Ltd Un método y un sistema para facilitar la calibración de una célula robótica programada fuera de línea
TWI420066B (zh) 2010-03-18 2013-12-21 Ind Tech Res Inst 物件量測方法與系統
WO2014042668A2 (en) 2012-06-11 2014-03-20 Trompeter Matthew E Automatic and manual robot work finder calibration systems and methods
TW201247373A (en) 2011-05-23 2012-12-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd System and method for adjusting mechanical arm
TW201313415A (zh) 2011-09-19 2013-04-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 機械手臂的座標校正系統及方法
TW201315577A (zh) 2011-10-03 2013-04-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 機械手臂運動控制系統及方法
CN102567989A (zh) 2011-11-30 2012-07-11 重庆大学 基于双目立体视觉的空间定位方法
CN103322953B (zh) 2013-05-22 2015-11-04 北京配天技术有限公司 工件坐标系的标定方法、装置及工件加工处理方法、装置
JP5850962B2 (ja) * 2014-02-13 2016-02-03 ファナック株式会社 ビジュアルフィードバックを利用したロボットシステム
US9193073B1 (en) * 2014-10-15 2015-11-24 Quanta Storage Inc. Robot calibration apparatus for calibrating a robot arm
US10551821B2 (en) * 2016-06-30 2020-02-04 Seiko Epson Corporation Robot, robot control apparatus and robot system
MX2019003243A (es) 2016-11-08 2019-08-05 Abb Schweiz Ag Metodo para calibracion de piezas de trabajo y sistema de robot que usa el mismo.
TWI712473B (zh) 2017-05-22 2020-12-11 達明機器人股份有限公司 機器手臂校正座標的方法
CN107553475B (zh) 2017-09-11 2019-11-08 重庆华数机器人有限公司 一种用于工件加工的工件坐标标定方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101282823A (zh) * 2005-10-06 2008-10-08 库卡罗伯特有限公司 确定虚拟工具中心点的方法
DE102007056773A1 (de) * 2007-11-23 2012-12-20 Kuka Laboratories Gmbh Verfahren zum automatischen Bestimmen eines virtuellen Arbeitspunktes
CN101656840A (zh) * 2008-08-22 2010-02-24 原相科技股份有限公司 广角传感器阵列模块及其图像校正方法、操作方法与应用
CN102760234A (zh) * 2011-04-14 2012-10-31 财团法人工业技术研究院 深度图像采集装置、系统及其方法
CN103101060A (zh) * 2011-11-11 2013-05-15 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 机器人工具中心点的传感校正方法
CN106671080A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 财团法人工业技术研究院 校正方法与校正设备
CN109571546A (zh) * 2017-09-29 2019-04-05 财团法人工业技术研究院 机器人工具中心点校正系统及其方法

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