申请/专利权人：南京工程学院

申请日：2023-12-07

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN117754632A

主分类号：B25J19/00

分类号：B25J19/00

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.12#实质审查的生效;2024.03.26#公开

摘要：本发明公开三维视觉引导机器人加工的手眼关系与刀具中心标定方法，采用圆球作为标定刀具实现对刀具中心的标定。标定时一球固定在相机视野内另球安装在圆柱模拟刀具末端。改变机器人末端姿态多次球碰球并同时通过相机采集球面点云拟合球心。基于机器人位姿参数、球心距离参数，同时标定当前刀尖即圆柱模拟刀具末端球心，以及三维视觉相机与机器人基座标系的手眼矩阵。本方法能够避免了传统方法的针尖易磨损带来的高标定成本，降低了针尖未真实对准带来的刀尖标定误差，此外可同时高效地标定出高精度的手眼关系。此外考虑圆柱模拟刀具与轨迹测试针尖、实际加工刀具长度存在区别，能够实现刀具轴线标定、刀具中心补偿方法进行当前刀尖点的快速计算。

主权项：1.三维视觉引导机器人加工的手眼关系与刀具中心标定方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：安装工件；工件包括：圆柱体、两个大小不同半径已知的圆球、三维视觉相机；工业机器人的末端设置依次相连的机器人法兰盘、电主轴-法兰盘转接板以及电主轴；所述电主轴固定卡接刀具模拟刀具；圆柱体尾端刚性连接圆球甲构成模拟刀具；圆球乙固定于空间中，三维视觉相机固定于空间中；标定时模拟刀具、圆球乙均在三维视觉相机的视角范围内；使用刻度尺粗测量圆球甲的球心在机器人法兰盘中心坐标系对应的三个坐标分量的初值；所述机器人法兰盘中心坐标系为以法兰盘中心点为原点构建的直角坐标系；步骤二：控制机器人使固定在机器人末端的圆球甲与圆球乙接触，重复多次，每次接触的位置与机器人的法兰盘姿态均不相同；记录每次接触时机器人示教器中在机器人基座标系中的法兰盘的六位姿参数、三维视觉相机拍照得到圆球甲的点云信息；步骤三：根据步骤一中得到的圆球甲的球心在机器人法兰盘中心坐标系三个坐标轴初值与步骤二中记录多组机器人示教器中的六位姿参数数据，计算得到圆球甲的球心至机器人法兰盘中心点形成的矢量在法兰盘中心坐标系三个轴的投影距离，即刀具中心偏移值，以此刀具中心偏移值来建立刀具坐标系；步骤四：计算在刀具坐标系下，步骤二中多组机器人示教器中法兰盘的六位姿参数对应的新的六位姿参数，即圆球甲球心在机器人基座标系下的位姿参数；步骤五：根据步骤二中三维视觉相机拍照得到的圆球甲的点云，拟合出每次接触对应的圆球甲点云，得到在三维视觉相机坐标系下的每次接触对应的圆球甲的球心；步骤六：根据步骤四得到的圆球甲在机器人基座标系下球心点云与步骤五得到的圆球甲在三维视觉相机坐标系下球心点云，使用点集匹配方法，将每次接触对应的三维视觉相机坐标系下的圆球甲球心点云配准到机器人基座标系下的圆球甲球心点云，得到三维视觉相机坐标系与机器人基坐标系的变换矩阵，即手眼矩阵；步骤七：断开模拟刀具中的圆柱体与圆球甲的刚性连接，替换为针尖与圆柱体的刚性连接，确定针尖刀具的轴线方向，计算针尖刀具的刀具中心点，即针尖尖点，建立新的针尖刀具坐标系。

全文数据：

权利要求：

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