(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210527622.4 (22)申请日 2022.05.16 (71)申请人 浙江谱麦科技有限公司 地址 315048 浙江省宁波市宁波高新区 聚 贤路587弄 15号2#楼0 33幢7-1-1 (72)发明人 陈章位　张翔　林威威　祖洪飞　 (74)专利代理 机构 杭州知见专利代理有限公司 33295 专利代理师 司敏 (51)Int.Cl. B25J 9/22(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 19/00(2006.01) (54)发明名称 工业机器人末端 TCP转移方法 (57)摘要 本发明公开了一种工业机器人末端TCP转移 方法， 包括工业串联机器人、 机器人示教器、 计算 机、 测量设备和通过工装安装于机器人末端上的 被测靶球； 工业串联机器人和机器人示教器数据 连接， 计算机分别与机器人示 教器和测量设备数 据连接； 本发明具有机器人末端TCP转移精度高、 操作简单， 耗时短的特点。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114833837 A 2022.08.02 CN 114833837 A 1.一种工业机器人末端TCP转移方法， 其特征是， 包括工业串联机器人(1)、 机器人示教 器(2)、 计算机(3)、 测量设备(4)和通过工装(5)安装于机器人末端(6)上的被测靶球(7)； 工 业串联机器人和机器人示教器数据连接， 计算机分别与机器人示教器和测量设备数据连 接； 包括如下步骤： 1‑1， 所述工业串联机器人为M轴机器人， 4≤M≤6， 机器人末端为第M关节； 工作人员获 取工业串 联机器人的第M ‑1关节至M关节之间的杆长长度dLM‑1； 确定工业串 联机器人的工具 坐标系的X轴方向、 Z轴方向及机器人腕部结构类型； 1‑2， 将工业串联机器人复位至零位， 机器人示教器控制工业串联机器人的第M ‑1关节 的转轴从零位开始 顺时针连续转动N次， N≥5； 同时测量设备测量被测靶球在测量坐标系下 的N个位置的坐标PM‑1； 工作人员通过机器人示教器控制工业串联机器人的第M关节的转轴从零位开始顺 时针 连续转动N次， 同时测量设备测量被测靶球在测量 坐标系下的N个位置的坐标PM； 1‑3， 计算机利用N个坐标PM‑1和N个坐标PM， 计算被测靶球相对于机器人末端TCP的偏移 量； 1‑4， 计算机将 偏移量输入到 机器人示教器中使用； 1‑5， 计算机对机器人末端TCP转移的结果进行验证， 若三轴偏移误差均小于设定的阈 值W， 则末端TCP转移成功， 即已经将 机器人末端的中心 点移至被测靶球上； 否则返回步骤1 ‑ 2。 2.根据权利 要求1所述的工业机器人末端TCP转移方法， 其特征是， 步骤1 ‑3包括如下具 体步骤： 1‑3‑1， 计算机利用N个坐标PM‑1计算确定 空间圆形OM‑1、 空间圆形OM‑1所在平面的单位法 向量VM‑1、 空间圆形OM‑1的圆心CM‑1的坐标和空间圆形OM‑1的半径RM‑1； 计算机利用坐标PM计算确定空间圆形OM、 空间圆形OM所在平面的单位法向量VM、 空间圆 形OM的圆心CM的坐标和空间圆形OM的半径RM； 1‑3‑2， 根据机器人腕部结构类型， 计算机建立工业串联机器人的末端坐标系； 1‑3‑3， 计算机计算单位 法向量VM‑1和单位法向量VM的叉乘， 将叉乘的结果作为单位向量 ToolX： ToolX＝(Tx.x,Tx.y,Tx.z)； 1‑3‑4， 计算机将单位法向量VM设定为单位向量To olZ： ToolZ＝(Tz.x,Tz.y,Tz.z,)； 设ToolY等于ToolX和ToolZ的叉乘， 将单位向量ToolY表示为： ToolY＝(Ty.x,Ty.y, Ty.z)； 1‑3‑5， 计算机设过圆心CM‑1， 以VM为法向量的平面为M3,可得圆心CM在平面M3上的投影点 Wrist， 在测量 坐标系下的点 Wrist的坐标为(X ′6,Y′6,Z′6)； 计算机利用ToolX、 ToolY、 ToolZ和Wrist的坐标构成从末端坐标系到测量坐标系的转 换矩阵T； 其中， Wrist为T的位置数据， ToolX、 ToolY和ToolZ为T的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114833837 A 2姿态数据； 1‑3‑6， 假设工业串联机器人在零位时， 被测靶球在末端坐标系下的向量ToolCoord为： ToolCoord＝(fx,fy,fz)； 由测量设备测得被测靶球在测量 坐标系下的向量Meas为Meas＝(mx,my,mz)； 则可得， 在测量 坐标系下： 计算机将向量ToolCoord在末端坐标系下的X轴、 Y轴和Z轴上的分量分别称为X轴偏移 量X移、 Y轴偏移量Y移和Z轴偏移量Z移。 3.根据权利 要求1所述的工业机器人末端TCP转移方法， 其特征是， 步骤1 ‑4包括如下具 体步骤： 将X轴偏移量X移、 Y轴偏移量Y移和Z轴偏移量Z移输入到机器人示教器中， 计算机使机器人 示教器中的工装的工具坐标系的原点移动至点A， 点A的坐标为(X移， Y移， Z移)， 实现末端TCP转 移。 4.根据权利 要求1所述的工业机器人末端TCP转移方法， 其特征是， 对机器人末端TCP转 移的结果进行验证包括如下 具体步骤： 1‑5‑1， 工作人员通过机器人示教器将机器人切换至基坐标系下， 再通过示教器控制机 器人末端 带动工装绕基坐标系的X轴旋转姿态角a， 测量设备测量工装旋转时的靶球轨迹点 的空间坐标(Xxi,Yxi,Zxi),xi表示绕X轴旋转的第i个靶球轨 迹点， i≥1； 利用空间坐标(Xxi,Yxi,Zxi)， 计算机计算第一个靶球轨迹点之外 的其它靶球轨迹点与 第一个靶球轨 迹点之间的距离， 将距离最大值作为X轴方向的偏移误差； 1‑5‑2， 工作人员通过示教器控制机器人末端带动工装绕基坐标系的Y轴旋转姿态角b， 测量设备测量工装旋转时的靶球轨迹点的空间坐标(Xyi,Yyi,Zyi)， yi表示绕Y轴 旋转的第i 个靶球轨 迹点； 利用空间坐标(Xyi,Yyi,Zyi)， 计算机计算第一个靶球轨迹点之外 的其它靶球轨迹点与 第一个靶球轨 迹点之间的距离， 将距离最大值作为Y轴方向的偏移误差； 1‑5‑3， 工作人员通过示教器控制机器人末端带动工装绕基坐标系的Z轴旋转姿态角c， 测量设备测量工装旋转时的靶球轨迹点的空间坐标(Xzi,Yzi,Zzi)， zi表示绕Z轴 旋转的第i 个靶球轨 迹点； 利用空间坐标(Xzi,Yzi,Zzi)， 计算机计算第一个靶球轨迹点之外 的其它靶球轨迹点与 第一个靶球轨 迹点之间的距离， 将距离最大值作为Z轴方向的偏移误差 。 5.根据权利 要求1或2或3或4所述的工业机器人末端TCP转移方法， 其特征是， 测量设备 为激光跟踪仪或相机 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114833837 A 3