一种工业机器人定位精度校准方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种工业机器人定位精度校准方法和系统，涉及运动校准领域。本发明专利技术包括，向机器人的运动单元发送测试控制指令，控制指令要求运动单元位移至指令位置；在运动单元执行控制指令并静止之后，多次获取运动单元的检测位置；根据运动单元的多个检测位置获取运动单元的实际位置；根据运动单元的指令位置和实际位置的空间获取运动单元的运动空间误差；根据运动单元的运动空间误差计算运动单元的测试定位精度；若运动单元的测试定位精度不符合设定精度要求，则根据运动单元的运动空间误差对运动单元进行校准。本发明专利技术使用相对而言精度较低但成本低廉的定位方式也能够实现高精度的定位校准。定位校准。定位校准。

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人定位精度校准方法和系统


[0001]本专利技术属于运动校准
，特别是涉及一种工业机器人定位精度校准方法和系统。

技术介绍

[0002]工业机器人在制造业中发挥着越来越重要的作用，尤其是在装配、搬运、焊接等领域。为了满足生产的精度要求，工业机器人的定位精度至关重要。然而，由于制造过程中的误差、装配误差和外部环境的影响，工业机器人的定位精度可能会受到影响。为了提高工业机器人的定位精度，需要对其进行校准。
[0003]现有的定位校准方法通过高精度的测量进行检测，但这种方式需要借助成本较高的高精度量具，例如激光定位仪，导致校准成本居高不下。
[0004]在公开号为CN110539309A的专利中公开了一种基于激光找正和视觉测量的机械臂制孔定位系统，包括激光测距传感器，通过测量机械臂电主轴与工件的位置，智能相机，通过图像识别系统完成制孔位置精确定位；制孔执行器平台，用于固定激光测距传感器和智能相机，采用高精度伺服驱动，保证制孔的深度精度；机械臂制孔控制系统，用于处理从激光测距传感器和智能相机测得的数据；机械臂本体控制系统，用于控制机械臂的高精度高可靠运动。该方案依靠激光和计算机视觉复合方式实现对机械臂的高精度定位和校准，成本较高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种工业机器人定位精度校准方法和系统，通过多次测量的方式检测出机器人的实际运动状态，并据此实现对机器人的定位校准，使用相对而言精度较低但成本低廉的定位方式也能够实现高精度的定位校准。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提供一种工业机器人定位精度校准方法，包括，
[0008]向机器人的运动单元发送测试控制指令，所述控制指令要求所述运动单元位移至所述指令位置；
[0009]在所述运动单元执行所述控制指令并静止之后，
[0010]多次获取运动单元的检测位置；
[0011]根据所述运动单元的多个所述检测位置获取所述运动单元的实际位置；
[0012]根据所述运动单元的所述指令位置和所述实际位置的空间获取所述运动单元的运动空间误差；
[0013]根据所述运动单元的运动空间误差计算所述运动单元的测试定位精度；
[0014]若所述运动单元的测试定位精度不符合设定精度要求，则根据所述运动单元的运动空间误差对所述运动单元进行校准。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述运动单元的多个所述检测位置获取所述
运动单元的实际位置的步骤，包括，
[0016]在全部的所述检测位置中剔除异常的所述检测位置得到所述运动单元的正常检测位置；
[0017]根据所述运动单元的正常检测位置获取正常检测位置的空间分布区域；
[0018]根据正常检测位置将正常检测位置的空间分布区域划分为若干个检测位置空间聚集区域；
[0019]获取每个检测位置空间聚集区域中多个正常检测位置的聚集中心作为检测位置空间聚集区域的聚集中心位置；
[0020]获取每个检测位置空间聚集区域内正常检测位置的数量；
[0021]根据每个检测位置空间聚集区域内正常检测位置的数量对检测位置空间聚集区域的聚集中心位置进行修正得到所述运动单元的实际位置。
[0022]在本专利技术的一个实施例中，所述在全部的所述检测位置中剔除异常的所述检测位置得到所述运动单元的正常检测位置的步骤，包括，
[0023]对于每个所述检测位置，获取距离最近的其它所述检测位置；
[0024]获取每个所述检测位置与其它距离最近的所述检测位置的距离，作为所述每个所述检测位置的邻接距离；
[0025]获取全部所述检测位置的邻接距离的均值作为均邻距离；
[0026]根据每个所述检测位置的邻接距离以及均邻距离获取每个所述检测位置在均邻距离的范围内其它所述检测位置的数量；
[0027]根据在均邻距离范围内其它所述检测位置的数量对所述检测位置进行异常检测后得到正常检测位置。
[0028]在本专利技术的一个实施例中，所述根据在均邻距离范围内其它所述检测位置的数量对所述检测位置进行异常检测后得到正常检测位置的步骤，包括，
[0029]将在均邻距离范围内其它所述检测位置的数量为零的所述检测位置作为预异常检测位置；
[0030]获取全部所述检测位置的坐标均值作为检测均值位置；
[0031]获取检测均值位置到每个预异常检测位置的连线；
[0032]判断检测均值位置到每个预异常检测位置的连线的延长线是否落入其它所述检测位置的均邻距离范围；
[0033]若落入则将该预异常检测位置作为正常检测位置；
[0034]若落入则将该预异常检测位置作为异常的所述检测位置；
[0035]排除异常的所述检测位置后得到正常检测位置。
[0036]在本专利技术的一个实施例中，所述根据正常检测位置将正常检测位置的空间分布区域划分为若干个检测位置空间聚集区域的步骤，包括，
[0037]从多个正常检测位置中随机抽取出若干个作为基准检测位置；
[0038]获取基准检测位置与其它正常检测位置的距离；
[0039]将其它正常检测位置与距离最近的基准检测位置进行配对，得到每个基准检测位置配对的多个其它正常检测位置；
[0040]将所述每个基准检测位置及其配对的其它正常检测位置组成一个检测位置集合；
[0041]获取检测位置集合内全部正常检测位置的空间坐标的均值坐标作为更新后的基准检测位置；
[0042]根据更新后的基准检测位置持续更新检测位置集合，并获取每次更新后所述基准检测位置的改变距离；
[0043]若更新后所述基准检测位置的改变距离小于检测均值位置则停止更新对应的检测位置集合；
[0044]当全部的检测位置集合停止更新，则将每个检测位置集合内正常检测位置分布的空间作为检测位置空间聚集区域。
[0045]在本专利技术的一个实施例中，所述获取每个检测位置空间聚集区域中多个正常检测位置的聚集中心作为检测位置空间聚集区域的聚集中心位置的步骤，包括，
[0046]对于每个检测位置空间聚集区域，
[0047]获取检测位置空间聚集区域内每个正常检测位置在均邻距离内的其它正常检测位置的数量；
[0048]将在均邻距离内的其它正常检测位置的数量最多的正常检测位置作为检测位置空间聚集区域的聚集中心位置。
[0049]在本专利技术的一个实施例中，所述方法还包括，
[0050]获取每个检测位置空间聚集区域内全部正常检测位置的数量；
[0051]将检测位置空间聚集区域内全部正常检测位置的数量作为检测位置空间聚集区域的聚集中心位置的权重；
[0052]根据每个聚集中心位置的权重，获取全部检测位置空间聚集区域的聚集中心位置的加权平均空间坐标作为所述运动单元的实际位置。
[0053]在本专利技术的一个实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人定位精度校准方法，其特征在于，包括，向机器人的运动单元发送测试控制指令，所述控制指令要求所述运动单元位移至所述指令位置；在所述运动单元执行所述控制指令并静止之后，多次获取运动单元的检测位置；根据所述运动单元的多个所述检测位置获取所述运动单元的实际位置；根据所述运动单元的所述指令位置和所述实际位置的空间获取所述运动单元的运动空间误差；根据所述运动单元的运动空间误差计算所述运动单元的测试定位精度；若所述运动单元的测试定位精度不符合设定精度要求，则根据所述运动单元的运动空间误差对所述运动单元进行校准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述运动单元的多个所述检测位置获取所述运动单元的实际位置的步骤，包括，在全部的所述检测位置中剔除异常的所述检测位置得到所述运动单元的正常检测位置；根据所述运动单元的正常检测位置获取正常检测位置的空间分布区域；根据正常检测位置将正常检测位置的空间分布区域划分为若干个检测位置空间聚集区域；获取每个检测位置空间聚集区域中多个正常检测位置的聚集中心作为检测位置空间聚集区域的聚集中心位置；获取每个检测位置空间聚集区域内正常检测位置的数量；根据每个检测位置空间聚集区域内正常检测位置的数量对检测位置空间聚集区域的聚集中心位置进行修正得到所述运动单元的实际位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在全部的所述检测位置中剔除异常的所述检测位置得到所述运动单元的正常检测位置的步骤，包括，对于每个所述检测位置，获取距离最近的其它所述检测位置；获取每个所述检测位置与其它距离最近的所述检测位置的距离，作为所述每个所述检测位置的邻接距离；获取全部所述检测位置的邻接距离的均值作为均邻距离；根据每个所述检测位置的邻接距离以及均邻距离获取每个所述检测位置在均邻距离的范围内其它所述检测位置的数量；根据在均邻距离范围内其它所述检测位置的数量对所述检测位置进行异常检测后得到正常检测位置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据在均邻距离范围内其它所述检测位置的数量对所述检测位置进行异常检测后得到正常检测位置的步骤，包括，将在均邻距离范围内其它所述检测位置的数量为零的所述检测位置作为预异常检测位置；获取全部所述检测位置的坐标均值作为检测均值位置；获取检测均值位置到每个预异常检测位置的连线；
判断检测均值位置到每个预异常检测位置的连线的延长线是否落入其它所述检测位置的均邻距离范围；若落入则将该预异常检测位置作为正常检测位置；若落入则将该预异常检测位置作为异常的所述检测位置；排除异常的所述检测位置后得到正常检测位置。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据正常检测位置将正常检测位置的空间分布区域划分为若干个检测位置空间聚集区域的步骤，包括，从多个正常检测位置中随机抽取出若干个作为基准检测位置；获取基准检测位置与其它正常检测位置的距离；将其它正常检测位置与距离最近的基准检测位置进行配对，得到每个基准检测位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：严伟斌，洪培德，
申请(专利权)人：广州橘子电气有限公司，
类型：发明
国别省市：