CN113256708B - 一种理论3d空间与实际机器人空间的标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种理论3D空间与实际机器人空间的标定方法，包括：A：标定流程；标定流程有如下步骤：A1：绘制标定块3D图像并转化为STL格式；A2：STL格式转化为离散点云格式；A3：通过视觉软件工具获取标定块上4个特征点；A4：加工制作标定块实物；A5：将标定块放置在机器人的实际工作区域，摆放位置与实际产品相对位置固定；A6：机器人实用工具执行到标定块上4个特征点并记录；A7：将两组数据填入标定运算工具并进行运算得出一组标定数据；再通过数据转换流程完成点位数据转换，从而解决了理论空间制作的轨迹无法精准转换至实际机器人空间的问题，同时还解决了轨迹预编辑转换到实际空间调试时间长的问题。

Description

一种理论3D空间与实际机器人空间的标定方法
技术领域
本发明涉及机器人加工自动化技术领域，尤其涉及一种理论3D空间与实际机器人空间的标定方法。
背景技术
目前在机器人自动化生产过程中，机器人需要对产品进行加工，机器人工程师通常需要拿到实际产品后才可调试机器人进行加工产品的执行轨迹示教，即使拿到产品3D图也无法进行示教路径的预编辑。现有技术方法是使用机器人自带仿真软件进行轨迹的预编辑，但仿真软件内机器人本体安装、执行工具安装、坐标系建立与实际空间存在较大差异，即使在仿真软件中做出了执行轨迹，那也是需要花费大量时间在实际空间中对执行轨迹的位置、角度姿态进行调试，无法快速投入自动化加工生产。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种理论3D空间与实际机器人空间的标定方法。
本发明通过以下技术方案实现的：
本发明提出一种理论3D空间与实际机器人空间的标定方法，包括：A：标定流程；B：数据转换流程；
标定流程有如下步骤：
A1：绘制标定块3D图像并转化为STL格式；
A2：STL格式转化为离散点云格式；
A3：通过视觉软件工具获取标定块上4个特征点；
A4：加工制作标定块实物；
A5：将标定块放置在机器人的实际工作区域，摆放位置与实际产品相对位置固定；
A6：机器人使用工具执行到标定块上4个特征点并记录；
A7：将两组数据填入标定运算工具并进行运算得出一组标定数据；
数据转换流程有如下步骤：
B1：在点云图上制作机器人执行轨迹；
B2：将上一步的执行轨迹通过标定数据计算转换获得机器人实物空间的点位数据；
B3：将转换后点位数据导入机器人完成点位数据转换。
进一步的，在所述标定流程中，步骤A1、A2、A3是在理论3D空间上获取标定数据，步骤A4、A5、A6是在实际机器人空间上获取标定数据。
进一步的，步骤B2中使用的标定数据为步骤A7中得到的标定数据，通过标定运算工具进行运算转换。
本发明的有益效果：
本发明提出的理论3D空间与实际机器人空间的标定方法通过标定流程和数据转换流程的相互配合去达到理论空间制作的轨迹进准转换到实际机器人自动加工的空间上，解决了轨迹预编辑转换到实际空间调试时间长的问题，提供了机器人自动加工生产效率。
附图说明
图1为本发明的理论3D空间与实际机器人空间的标定方法的流程图。
具体实施方式
为了更加清楚完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。
请参考图1，本发明提出一种理论3D空间与实际机器人空间的标定方法，包括：A：标定流程；B：数据转换流程；
标定流程有如下步骤：
A1：绘制标定块3D图像并转化为STL格式，在机器人的理论3D空间内对标定块进行3D图像的绘制和转换，整个过程在机器人的计算机控制系统内完成。
A2：STL格式转化为离散点云格式，通过计算机控制系统自带的软件对STL格式文件的3D图像转换成为离散点云格式，方便适配视觉软件工具使用。
A3：通过视觉软件工具获取标定块上4个特征点，并记录成一组标定数据；
A4：加工制作标定块实物；
A5：将标定块放置在机器人的实际工作区域，摆放位置与实际产品相对位置固定；
A6：机器人使用工具执行到标定块上4个特征点并记录成另一组标定数据；
A7：将A3和A6两组数据填入标定运算工具并进行运算得出一组新的标定数据，这组标定数据是理论空间的标定数据和实际空间的标定数据进行计算并相互转换的数据，通过该组标定数据是能够使用计算机控制系统内的软件进行轨迹转换的；
数据转换流程有如下步骤：
B1：在点云图上制作机器人执行轨迹，点云图为计算机控制系统内的理论3D空间云图系统；
B2：将上一步的执行轨迹通过标定数据计算转换获得机器人实物空间的点位数据；
B3：将转换后点位数据导入机器人完成点位数据转换。
在A：标定流程中，步骤A1、A2、A3是在理论3D空间上获取标定数据，步骤A4、A5、A6是在实际机器人空间上获取标定数据。步骤B2中使用的标定数据为步骤A7中得到的标定数据，通过标定运算工具进行运算转换。
在本实施方式中，本发明应用于机器人自动化加工生产工作中，机器人在对产品进行自动化加工时需要进行执行轨迹的示教，这时候控制机器人的计算机系统中便存在一个理论3D空间，机器人的执行轨迹先在理论3D空间中规划出来，然后再对应匹配到实际加工的产品空间上，这时候就需要实际加工空间和理论3D空间进行高精准度的匹配，这样机器人的实际执行轨迹才能够更加完美，便能够高精度完成加工工作。本发明通过使用相同的标定块和实际产品进行理论3D空间和实际加工空间的数据获取，在标定块上标定四个特征点，通过四个特征点的精准定位去读取两组标定数据，使用标定运算工具进行标定运算，得出一组相对应的转换标定数据，然后再把理论3D空间的执行轨迹对应实际加工空间的标定数据去进行数据转换，得出实际加工空间总机器人的执行轨迹，从而实现理论空间制作的轨迹进准转换到实际机器人自动加工的空间上。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。

Claims (3)

1.一种理论3D空间与实际机器人空间的标定方法，其特征在于，所述一种理论3D空间与实际机器人空间的标定方法包括：A：标定流程；B：数据转换流程；
标定流程有如下步骤：
A1：绘制标定块3D图像并转化为STL格式；
A2：STL格式转化为离散点云格式；
A3：通过视觉软件工具获取标定块上4个特征点；
A4：加工制作标定块实物；
A5：将标定块放置在机器人的实际工作区域，摆放位置与实际产品相对位置固定；
A6：机器人使用工具执行到标定块上4个特征点并记录；
A7：将两组数据填入标定运算工具并进行运算得出一组标定数据；
数据转换流程有如下步骤：
B1：在点云图上制作机器人执行轨迹；
B2：将上一步的执行轨迹通过标定数据计算转换获得机器人实物空间的点位数据；
B3：将转换后点位数据导入机器人完成点位数据转换。
2.根据权利要求1所述的理论3D空间与实际机器人空间的标定方法，其特征在于，在所述标定流程中，步骤A1、A2、A3是在理论3D空间上获取标定数据，步骤A4、A5、A6是在实际机器人空间上获取标定数据。
3.根据权利要求1所述的理论3D空间与实际机器人空间的标定方法，其特征在于，步骤B2中使用的标定数据为步骤A7中得到的标定数据，通过标定运算工具进行运算转换。
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