專利名稱：一種可實(shí)現(xiàn)自動軌跡修正的機(jī)器人標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種軌跡修正方法，具體的說，是一種可實(shí)現(xiàn)自動軌跡修正的機(jī)器人標(biāo)定方法。
背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)產(chǎn)品加工都需要應(yīng)用機(jī)器人再配合其它加工設(shè)備進(jìn)行加工作業(yè)，如為加工設(shè)備放上未加工件,并把已加工件從加工設(shè)備上取下來。若加工設(shè)備出現(xiàn)故障,往往需要將加工設(shè)備搬離車間后進(jìn)行維修，而維修后再返回車間的加工設(shè)備卻難以精確地固定在原始位置，重新固定的位置相較于原始位置會出現(xiàn)小范圍的偏移，而傳統(tǒng)的機(jī)器人工作時(shí)，都需事先把需要運(yùn)動的軌跡和動作進(jìn)行示教或編程，此時(shí)若繼續(xù)使用原運(yùn)動軌跡，機(jī)器人便無法準(zhǔn)確地完成上料和下料的工作。
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現(xiàn)有技術(shù)中，一旦工件位置或機(jī)器人位置發(fā)生偏移，或者對機(jī)器人上安裝的夾具進(jìn)行了更換，都需要人為地對原運(yùn)動軌跡程序中每個(gè)運(yùn)動點(diǎn)的坐標(biāo)逐一進(jìn)行修正，人工修正軌跡不僅耗時(shí)、耗力，嚴(yán)重影響加工效率，而且，人工修正的精確度也難以得到有效保障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種可實(shí)現(xiàn)自動軌跡修正的機(jī)器人標(biāo)定方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種可實(shí)現(xiàn)自動軌跡修正的機(jī)器人標(biāo)定方法，包括以下步驟
(1)通過攝像機(jī)對機(jī)器人夾具和工件進(jìn)行拍攝，并對拍攝所得的圖像進(jìn)行標(biāo)定，得到機(jī)器人夾具和工件之間的最新位置關(guān)系；
(2)將所述步驟(I)所拍攝得出的圖像進(jìn)行圖像處理與分析，得到機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器以及工件的位置信息；
(3)根據(jù)所述位置信息，計(jì)算出機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器與工件保持位置一致所需的移動數(shù)據(jù)；
(4)將所述移動數(shù)據(jù)自動加載入原運(yùn)動軌跡程序，從而自動得到針對工件或機(jī)器人新位置的新運(yùn)動軌跡程序，完成軌跡修正。其中，所述步驟(2)中的位置信息包括機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器以及工件的中心點(diǎn)坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)角度。同時(shí)，所述步驟(3)中的移動數(shù)據(jù)包括機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器在空間位置，即三維坐標(biāo)軸X、Y、Z三個(gè)方向上的平移量，以及旋轉(zhuǎn)的角度。具體的說，所述步驟(4)的具體方法為將所述移動數(shù)據(jù)自動加載入原運(yùn)動軌跡程序中，從而將機(jī)器人夾具的實(shí)際位置信息自動更新為目標(biāo)位置信息，然后再根據(jù)該目標(biāo)位置信息對原運(yùn)動軌跡程序進(jìn)行重構(gòu)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果(1)本發(fā)明通過相機(jī)標(biāo)定的方法將機(jī)器人夾具與工件的實(shí)際位置關(guān)系進(jìn)行計(jì)算分析，然后得出機(jī)器人夾具與工件位置保持一致所需移動的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)自動加載入原運(yùn)動軌跡程序中，從而自動得到針對工件或機(jī)器人新位置的新運(yùn)動軌跡程序，完成軌跡修正的步驟均只需計(jì)算機(jī)智能操作，不僅完成軌跡修正快，克服了現(xiàn)有技術(shù)中人工修正耗時(shí)耗力的缺陷，而且計(jì)算機(jī)執(zhí)行操作，其修正更加精確，從而有效地保證了軌跡修正結(jié)果的準(zhǔn)確度；
(2)本發(fā)明在機(jī)器人夾具軌跡修復(fù)領(lǐng)域中尚屬首創(chuàng)，不僅具有新穎性，而且，軌跡修復(fù)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員希望解決而長期無法解決的技術(shù)難題，本發(fā)明所公開的軌跡自動修正方法相較于現(xiàn)有技術(shù)中人工修正，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步；
(3)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明無需增加昂貴的額外硬件設(shè)施，同時(shí)，節(jié)約了大量的人工成本，大大地提高了加工作業(yè)的效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了加工生產(chǎn)成本，具有非常廣闊的市場前
旦
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圖I為本發(fā)明的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例機(jī)器人夾具在配合其它加工設(shè)備作業(yè)時(shí)，為了保證機(jī)器人夾具取料、加料的精確度，其運(yùn)動軌跡一般由預(yù)先設(shè)定好的運(yùn)動軌跡程序進(jìn)行控制。然而，在加工作業(yè)中，若加工設(shè)備或加工零件移位，機(jī)器人夾具仍按照原運(yùn)動軌跡運(yùn)行的話，機(jī)器人便無法準(zhǔn)確地完成上料和下料的工作，此時(shí)，則需對機(jī)器人的運(yùn)動軌跡重新校正。一般地，傳統(tǒng)的校正方法是通過人工進(jìn)行軌跡修正，其不僅耗時(shí)耗力，而且修正的精確度也難以得到保證。因此，本發(fā)明在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，以相機(jī)標(biāo)定為基準(zhǔn)，配合計(jì)算機(jī)的相關(guān)程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動軌跡的自動修正。如圖I所示，一種可實(shí)現(xiàn)自動軌跡修正的機(jī)器人標(biāo)定方法，該方法主要以相機(jī)標(biāo)定為基礎(chǔ)步驟，通過相機(jī)標(biāo)定得出機(jī)器人夾具和工件之間的最新位置關(guān)系(即實(shí)際位置關(guān)系)，然后再進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算、分析，將機(jī)器人夾具與工件位置保持一致所需移動的數(shù)據(jù)自動加載入原運(yùn)動軌跡程序，完成程序的自動更新，以此來修正機(jī)器人的運(yùn)動軌跡。具體的說，該方法包括以下四個(gè)步驟
一、通過攝像機(jī)對機(jī)器人夾具和工件進(jìn)行拍攝，并對拍攝所得的圖像進(jìn)行標(biāo)定，得到機(jī)器人夾具和工件之間的最新位置關(guān)系；
二、將所述步驟一所拍攝得出的圖像進(jìn)行圖像處理算法分析，得到機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器以及工件的位置信息；
三、根據(jù)所述位置信息，計(jì)算出機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器與工件保持位置一致所需的移動數(shù)據(jù)；四、將所述移動數(shù)據(jù)自動加載入原運(yùn)動軌跡程序，從而自動得到針對工件或機(jī)器人新位置的新運(yùn)動軌跡程序，完成軌跡修正。該方法的核心原理主要為標(biāo)定過程，該標(biāo)定過程實(shí)際上既是獲得工件位置相對于機(jī)器人(機(jī)器人末端執(zhí)行器)之間的關(guān)系。為了能更詳細(xì)的說明，假設(shè)前提條件為在工件位置或機(jī)器人位置未發(fā)生變化之前，機(jī)器人末端執(zhí)行器運(yùn)動到軌跡規(guī)劃程序中的某個(gè)點(diǎn)時(shí)是可以準(zhǔn)確地抓住工件的，擬定該點(diǎn)為P，即在機(jī)器人運(yùn)動到P點(diǎn)時(shí)，末端執(zhí)行器和工件位置一致；在工件位置或機(jī)器人位置發(fā)生變化之后，機(jī)器人運(yùn)動到P點(diǎn)時(shí)，末端執(zhí)行器和工件位置之間就會存在偏差，此時(shí)，則通過拍攝圖片的方式，將機(jī)器人夾具和工件的實(shí)際位置關(guān)系拍攝成圖像，并對該圖像進(jìn)行圖像處理算法分析，本發(fā)明中所運(yùn)用的圖像處理算法為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再累述，得到末端執(zhí)行器以及工件的位置信息，即機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器以及工件的中心點(diǎn)坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)角度。上述步驟完成后，計(jì)算出機(jī)器人夾具末端執(zhí)行器還需要在空間位置X、Y、Z方向上平移多少，以及需旋轉(zhuǎn)多少角度后才能和工件保持位置一致，上述數(shù)據(jù)即為步驟三中所述·的移動數(shù)據(jù)。計(jì)算出移動數(shù)據(jù)后，其自動加載入原運(yùn)動軌跡程序中，從而將機(jī)器人夾具的實(shí)際位置信息自動更新為目標(biāo)位置信息，即將在工件位置或機(jī)器人位置未發(fā)生變化之前，機(jī)器人夾具運(yùn)動軌跡中的P點(diǎn)通過自動加載入的移動數(shù)據(jù)更新至P'點(diǎn)，該P(yáng)'為新的目標(biāo)點(diǎn)。不難得出，軌跡程序自動更新過程的實(shí)質(zhì)為將P點(diǎn)(舊的目標(biāo)點(diǎn))替換為P'點(diǎn)(新的目標(biāo)點(diǎn))，然后通過更新的軌跡坐標(biāo)點(diǎn)對原運(yùn)動軌跡程序進(jìn)行重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)軌跡的自動修正。按照上述實(shí)施例，即可很好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種可實(shí)現(xiàn)自動軌跡修正的機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)通過攝像機(jī)對機(jī)器人夾具和工件進(jìn)行拍攝，并對拍攝所得的圖像進(jìn)行標(biāo)定，得到機(jī)器人夾具和工件之間的最新位置關(guān)系； (2)將所述步驟(I)所拍攝得出的圖像進(jìn)行圖像處理與分析，得到機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器以及工件的位置信息； (3)根據(jù)所述位置信息，計(jì)算出機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器與工件保持位置一致所需的移動數(shù)據(jù)； (4)將所述移動數(shù)據(jù)自動加載入原運(yùn)動軌跡程序，從而自動得到針對工件或機(jī)器人新位置的新運(yùn)動軌跡程序，完成軌跡修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可實(shí)現(xiàn)自動軌跡修正的機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，所述步驟(2)中的位置信息包括機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器以及工件的中心點(diǎn)坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可實(shí)現(xiàn)自動軌跡修正的機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，所述步驟(3)中的移動數(shù)據(jù)包括機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器在空間位置，即三維坐標(biāo)軸X、Y、Z三個(gè)方向上的平移量，以及旋轉(zhuǎn)的角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可實(shí)現(xiàn)自動軌跡修正的機(jī)器人標(biāo)定方法，其特征在于，所述步驟(4)的具體方法為將所述移動數(shù)據(jù)自動加載入原運(yùn)動軌跡程序中，從而將機(jī)器人夾具的實(shí)際位置信息自動更新為目標(biāo)位置信息，然后再根據(jù)該目標(biāo)位置信息對原運(yùn)動軌跡程序進(jìn)行重構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可實(shí)現(xiàn)自動軌跡修正的機(jī)器人標(biāo)定方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工修正軌跡不僅耗時(shí)耗力，而且修正精確度不高的問題。該方法包括以下步驟(1)通過攝像機(jī)對機(jī)器人夾具和工件進(jìn)行拍攝，并對拍攝所得的圖像進(jìn)行標(biāo)定，得到機(jī)器人夾具和工件之間的最新位置關(guān)系；(2)將所述步驟(1)所拍攝得出的圖像進(jìn)行圖像處理算法分析，得到機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器以及工件的位置信息；(3)根據(jù)所述位置信息，計(jì)算出機(jī)器人夾具的末端執(zhí)行器與工件保持位置一致所需的移動數(shù)據(jù)；(4)將所述移動數(shù)據(jù)自動加載入原運(yùn)動軌跡程序，從而自動得到針對工件或機(jī)器人新位置的新運(yùn)動軌跡程序，完成軌跡修正。
文檔編號B25J9/16GK102785246SQ201210303338
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者劉娟秀, 劉平, 劉文聰, 劉霖, 葉溯, 葉玉堂, 尹志強(qiáng), 張峰, 張童, 楊先明, 王奕然, 秦娟, 鄒修功 申請人:電子科技大學(xué)