一种工业机器人TCP标定方法与流程

技术特征：

1.一种工业机器人TCP标定方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)示教机器人以不同的姿势使得待标定的工具接触机器人灵活工作空间中一固定尖状物尖端，记录各个姿势的关节角坐标或者笛卡尔坐标，计算各个姿势的连杆末端法兰盘坐标系的姿态矩阵R_i(i＝1、2…、n)和位移向量E_i(i＝1、2、…、n)；

2)利用姿势的姿态矩阵和位移向量计算TCP，计算步骤为:

先求出标识值Q：

$Q=\frac{{\left[\begin{array}{c}{R}_1^{-1}-R_2^{-1}\\ R_1^{-1}-R_3^{-1}\\ .\\ .\\ .\\ R_1^{-1}-R_n^{-1}\end{array}\right]}^T\×\left[\begin{array}{c}{R}_1^{-1}\×E_1-R_2^{-1}\×E_2\\ R_1^{-1}\×E_1-R_3^{-1}\×E_3\\ .\\ .\\ .\\ R_1^{-1}\×R_1-R_n^{-1}\×E_n\end{array}\right]}{{\left[\begin{array}{c}{R}_1^{-1}-R_2^{-1}\\ R_1^{-1}-R_3^{-1}\\ .\\ .\\ .\\ R_1^{-1}-R_n^{-1}\end{array}\right]}^T\×\left[\begin{array}{c}{R}_1^{-1}-R_2^{-1}\\ R_1^{-1}-R_3^{-1}\\ .\\ .\\ .\\ R_1^{-1}-R_n^{-1}\end{array}\right]}$

再通过Q求到工具坐标系原点TCP的值P_tcp，

$P_{tcp}=\frac{{\left[\begin{array}{c}{R}_1\\ R_2\\ .\\ .\\ .\\ R_{n-1}\\ R_n\end{array}\right]}^T\×\left[\begin{array}{c}Q-E_1\\ Q-E_2\\ .\\ .\\ .\\ Q-E_{n-1}\\ Q-E_n\end{array}\right]}{{\left[\begin{array}{c}{R}_1\\ R_2\\ .\\ .\\ .\\ R_{n-1}\\ R_n\end{array}\right]}^T\×\left[\begin{array}{c}{R}_1\\ R_1\\ .\\ .\\ .\\ R_{n-1}\\ R_n\end{array}\right]}$

下标n为自然数。

2.根据权利要求1所述的一种工业机器人TCP标定方法，其特征在于，所述步骤1)中的尖状物为杆状且头部有尖端的物体。

3.根据权利要求1所述的一种工业机器人TCP标定方法，其特征在于，所述步骤1)与步骤2)之间包括步骤：

a)对所述记录的姿势进行筛选，筛选步骤包括：

a1)对所述记录的姿势以任意4个姿势为一组进行分组，求出每一组的误差系数，所述误差系数的计算方法包括：

a11)以任意3个姿势求出标识值Qn，直至求完所有的Qn，Qn的计算方法是：

$Qn=\frac{{\left[\begin{array}{c}{R}_a^{-1}-R_b^{-1}\\ R_a^{-1}-R_c^{-1}\end{array}\right]}^T\×\left[\begin{array}{c}{R}_a^{-1}\×E_a-R_b^{-1}\×E_b\\ R_a^{-1}\×E_a-R_c^{-1}\×E_c\end{array}\right]}{{\left[\begin{array}{c}{R}_a^{-1}-R_b^{-1}\\ R_a^{-1}-R_c^{-1}\end{array}\right]}^T\×\left[\begin{array}{c}{R}_a^{-1}-R_b^{-1}\\ R_a^{-1}-R_c^{-1}\end{array}\right]}$

下标a，b，c为自然数；

a12)求出Qn之间的距离，最大的距离值则为误差系数；

a2)选出只存在于误差系数小于误差阀值的组的所有的姿势。

4.根据权利要求1所述的一种工业机器人TCP标定方法，其特征在于，所述步骤1)与步骤2)之间包括步骤：

c)对所述记录的姿势进行筛选，筛选步骤包括：

c1)对所述记录的姿势以任意4个姿势进行分组，求出每一组的误差系数，所述误差系数的计算方法包括：

c11)以任意3个姿势求出标识值Qn，直至求完所有的Qn，Qn的计算方法是：

$Qn=\frac{{\left[\begin{array}{c}{R}_a^{-1}-R_b^{-1}\\ R_a^{-1}-R_c^{-1}\end{array}\right]}^T\×\left[\begin{array}{c}{R}_a^{-1}\×E_a-R_b^{-1}\×E_b\\ R_a^{-1}\×E_a-R_c^{-1}\×E_c\end{array}\right]}{{\left[\begin{array}{c}{R}_a^{-1}-R_b^{-1}\\ R_a^{-1}-R_c^{-1}\end{array}\right]}^T\×\left[\begin{array}{c}{R}_a^{-1}-R_b^{-1}\\ R_a^{-1}-R_c^{-1}\end{array}\right]}$

下标a，b，c为自然数；

c12)求出Qn之间的距离，最大的距离值则为误差系数；

c2)选出误差系数小于误差阀值且误差系数数值最小的那一组的所有姿势。

5.根据权利要求3-4任一项所述的一种工业机器人TCP标定方法，其特征在于，所述误差阀值为1.5mm。

6.根据权利要求1所述一种工业机器人TCP标定方法，其特征在于，其特征在于还包括步骤：

3)将TCP值载入到工业机器人处理器中。