[发明专利]基于红外光学定位的串联型机器人手眼配准控制方法

摘要

本发明公开了一种基于红外光学定位的串联型机器人手眼配准控制方法，以达到提高机器人操作臂的工作准确度的目的；该方法所涉及的设备包括控制器、红外光学定位仪、串联型n臂机器人、n个工件、n+1个带有4个反光球的定位支架，将其中一个定位支架置于机器人底座的上表面中心点处，将剩余n个定位支架分别置于n个工件上；控制器根据所得到的底座上定位支架坐标系分别在操作空间坐标系下的位姿矩阵以及在测量空间坐标系下的位姿矩阵计算得到奇次变换矩阵根据其他定位支架坐标系的位姿矩阵和计算得到各末端执行器的目标位姿并结合机器人逆运动学原理得到各操作臂的关节运动量，使得各末端执行器运动到相应的目标位姿并夹持到相应的工件。

主权项

1.一种基于红外光学定位的串联型机器人手眼配准控制方法，该方法所涉及的设备包括控制器、红外光学定位仪、串联型n臂机器人、n个工件、n+1个带有4个反光球的定位支架，该n+1个定位支架的支架臂长度和/或支架臂夹角互不相同，n为整数，其特征在于，将其中一个定位支架置于机器人底座的上表面中心点处，将剩余n个定位支架分别置于n个工件上；该方法的具体步骤为：S00、所述控制器建立所述n臂机器人的操作空间坐标系O_r、所述红外光学定位仪的测量空间坐标系O_c以及n臂机器人操作臂的n个末端执行器的坐标系O_t1、...、O_tn；同时，红外光学定位仪建立机器人底座上的定位支架坐标系O_p以及各工件上的定位支架坐标系O_w1、...、O_wn，并传送至控制器；S01、控制器根据定位支架坐标系O_p和操作空间坐标系O_r的空间位置关系，建立定位支架坐标系O_p在操作空间坐标系O_r下的位姿矩阵同时，红外光学定位仪测量得到各定位支架坐标系O_p、O_w1、...、O_wn分别在测量空间坐标系O_c下的位姿矩阵为S02、控制器根据各末端执行器坐标系O_t1、...、O_tn以及操作空间坐标系O_r，采用机器人正运动学原理分别得到O_t1、...、O_tn在O_r下的位姿矩阵即各末端执行器坐标系在操作空间坐标系O_r下的当前位姿：S03、控制器根据所得到的位姿矩阵和计算得到测量空间坐标系O_c与操作空间坐标系O_r之间的奇次变换矩阵：S04、控制器根据所得到的位姿矩阵以及奇次变换矩阵计算得到各定位支架坐标系O_w1，...，O_wn分别在操作空间坐标系O_r下的位姿矩阵：i＝1，...，n；所得到的分别为各末端执行器坐标系O_t1、...、O_tn分别在操作空间坐标系O_r下的目标位姿；S05、控制器根据所得到的采用机器人逆运动学原理计算并得到相应操作臂的各关节变量初始值，同样地，控制器根据计算得到相应操作臂的各关节变量目标值；控制器计算每个操作臂的关节变量初始值和目标值的差值，并将所得到的差值作为每个操作臂的关节运动量；S06、控制器根据步骤S05所得到的关节运动量，控制n臂机器人的各末端执行器，使得每个末端执行器运动到相应的目标位姿，最终每个末端执行器夹持到相应的工件。