CN112729779B - 机器人手持激光传感器光轴调整方法及机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金设备技术领域，具体涉及一种机器人手持激光传感器光轴调整方法及机器人。该方法效率高，包括如下步骤：设置工具坐标系，将激光传感器的激光发射点作为工具坐标系的中心点，且使工具坐标系方向与机器人第6轴法兰中心线一致；记录上述中心点位于点R1时，激光传感器所发射激光束在目标平面的投射点P1，以及上述中心点位于点R2时，激光传感器所发射激光束在目标平面的投射点P2，其中，点R2位于点R1上方，且点R2和R1都位于目标方向上；根据Ls1＝Ls2*L1/L2，计算Ls1，其中，L1为点R1与P1的距离，L2为点R1与R2的距离，Ls2为点P1与P2的距离；调整激光传感器，使激光传感器发射的激光束投射在点P0，点P0与P1的距离为Ls1，且点P2、P1和P0共线，并依次排列。

Description

机器人手持激光传感器光轴调整方法及机器人
技术领域
本发明属于冶金设备技术领域，具体涉及一种机器人手持激光传感器光轴调整方法及机器人。
背景技术
随着中国智能制造技术的兴起，国内越来越多的企业为了消除人工作业风险、提高劳动生产效率、减轻劳动强度，纷纷采用工业机器人替代人工进行生产。为了使工业机器人灵活执行复杂的作业任务，人们给工业机器人装上各种各样的传感器，例如测距的、测力的、测温的和测光的，乃至各种2D相机和3D相机，这些传感器实时引导机器人作业，相当于机器人的眼睛。
工业机器人要做到指哪打哪，除了选择合适的传感器，还要对各传感器进行校准，俗称手眼标定。手眼标定的方法、装置和***不断在创新。现有的调整工业机器人手持激光传感器光轴的方法效率不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何快速调整工业机器人手持激光传感器光轴，使光轴方向与目标方向高度一致，达到精确度要求。
本发明的技术方案是：
一种机器人手持激光传感器光轴调整方法，包括以下步骤：
S1：设置工具坐标系，将激光传感器的激光发射点作为工具坐标系的中心点，且使工具坐标系方向与机器人第6轴法兰中心线一致；
S2：记录上述工具坐标系中心点位于点R1时，激光传感器所发射激光束在目标平面的投射点P1，以及上述工具坐标系中心点位于点R2时，激光传感器所发射激光束在目标平面的投射点P2，其中，点R2位于点R1上方，且点R2和R1都位于目标方向上；
S3：根据长度关系Ls1＝Ls2*L1/L2，计算Ls1，其中，L1为点R1与P1的距离，L2为点R1与R2的距离，Ls2为点P1与P2的距离；
S4：调整激光传感器，使激光传感器发射的激光束投射在点P0，点P0与P1的距离为Ls1，且点P2、P1和P0共线，并依次排列。
优选地，在步骤S1之前，还包括以下步骤：将激光传感器的光轴方向向目标方向进行粗调。
优选地，步骤S2包括：
工具坐标系中心点位于点R1时，记录激光传感器所发射激光束在目标平面的投射点P1；
利用机器人大地坐标系，沿目标方向移动机器人手臂，使工具坐标系中心点移动到点R2；
记录工具坐标系中心点位于点R2时，激光传感器所发射激光束在目标平面的投射点P2。
优选地，步骤S2还包括：
测量点R1与P1的距离L1；
记录点R1与R2的距离L2；
测量点P1与P2的距离Ls2。
优选地，步骤S4包括：
在目标平面上，连接点P1和P2；
延长线段P1P2至点P0，点P0与P1的距离为Ls1，且点P2、P1和P0依次排列；
调整激光传感器，使激光传感器发射的激光束投射在点P0。
一种机器人，其包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机指令，所述计算机指令被所述处理器执行时，实现如前所述的机器人手持激光传感器光轴调整方法的全部或部分步骤。
采用上述方案后，本发明与现有技术相比具有以下优点：
实现了快速调整机器人手持激光传感器光轴，使光轴方向与需要的目标方向高度一致，达到精确度要求，效率高。
附图说明
图1是本发明实施例一工具坐标系的中心点位于点R1时机器人的姿态图；
图2是本发明实施例一工具坐标系的中心点位于点R2时机器人的姿态图；
图3是本发明实施例一的原理图；
图4是本发明实施例一的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
如图1至4所示，一种机器人手持激光传感器光轴调整方法，包括以下步骤：
S1：设置工具坐标系，将激光传感器的激光发射点作为工具坐标系的中心点(ToolCenter Point)，且使工具坐标系方向与机器人第6轴法兰中心线一致。
S2：记录工具坐标系中心点位于点R1时，激光传感器所发射激光束在目标平面2的投射点P1，以及工具坐标系中心点位于点R2时，激光传感器所发射激光束在目标平面2的投射点P2，其中，点R2位于点R1上方，且点R2和R1都位于目标方向i上。
图3是本实施例的原理图，线段R2P2和R1P1表示激光传感器发射的激光束，激光束沿激光传感器的光轴方向r到达目标平面2。本发明的目的是将激光传感器的光轴方向r调至与目标方向i一致(仍可能存在微小误差)，目标方向i可以是技术人员所需要的任一方向。
S3：根据长度关系Ls1＝Ls2*L1/L2，计算Ls1，其中，L1为点R1与P1的距离，L2为点R1与R2的距离，Ls2为点P1与P2的距离。
显而易见，激光传感器的光轴方向r与目标方向i的夹角越小，线段R2R1’的长度与线段R2R1的长度越接近；点R2距离点R1越远，线段R2R1’的长度与线段R2R1的长度越接近。激光传感器的光轴方向r与目标方向i的夹角较小，且点R2距离点R1较远时，线段R2R1’的长度约等于线段R2R1的长度；因为三角形R2P2P0与三角形R1P1P0相似，所以Ls1＝Ls2*L1/L2。
优选地，为使点R2距离点R1尽可能远，同时使点P2和P1尽可能近(以便于记录和测量)，应选择合适的目标平面2，使激光束尽可能垂直地投射到目标平面2。
S4：调整激光传感器，使激光传感器发射的激光束投射在点P0，点P0与P1的距离为Ls1，且点P2、P1和P0共线，并依次排列。
进一步地，在步骤S1之前，还包括以下步骤：将激光传感器的光轴方向r向目标方向i进行粗调。
如果目测激光传感器的光轴方向r明显与目标方向i不一致，应先执行本步骤，将激光传感器的光轴方向r调至与目标方向i基本一致。如果目测激光传感器的光轴方向r调至与目标方向i基本一致，则无需执行本步骤。
进一步地，步骤S2包括：
S21：工具坐标系中心点位于点R1时，记录激光传感器所发射激光束在目标平面2的投射点P1。
S22：利用机器人大地坐标系，沿目标方向i移动机器人手臂1，使工具坐标系中心点移动到点R2。
S23：记录工具坐标系中心点位于点R2时，激光传感器所发射激光束在目标平面2的投射点P2。
进一步地，步骤S2还包括：测量点R1与P1的距离L1；记录点R1与R2的距离L2；测量点P1与P2的距离Ls2。
进一步地，步骤S4包括：
S41：在目标平面2上，连接点P1和P2。
S42：延长线段P1P2至点P0，点P0与P1的距离为Ls1，且点P2、P1和P0依次排列；
S43：调整激光传感器，使激光传感器发射的激光束投射在点P0。
实施例二：
本实施例提供一种机器人，该机器人包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机指令，所述计算机指令被所述处理器执行时，实现如前所述的机器人手持激光传感器光轴调整方法的全部或部分步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明的限制。应当指出，本领域的技术人员在阅读完本说明书后，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机器人手持激光传感器光轴调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：设置工具坐标系，将激光传感器的激光发射点作为工具坐标系的中心点，且使工具坐标系方向与机器人第6轴法兰中心线一致；
S2：记录上述工具坐标系中心点位于点R1时，激光传感器所发射激光束在目标平面的投射点P1，以及上述工具坐标系中心点位于点R2时，激光传感器所发射激光束在目标平面的投射点P2，其中，点R2位于点R1上方，且点R2和R1都位于目标方向上；
S3：根据长度关系Ls1＝Ls2*L1/L2，计算Ls1，其中，L1为点R1与P1的距离，L2为点R1与R2的距离，Ls2为点P1与P2的距离；
S4：调整激光传感器，使激光传感器发射的激光束投射在点P0，点P0与P1的距离为Ls1，且点P2、P1和P0共线，并依次排列。
2.根据权利要求1所述的机器人手持激光传感器光轴调整方法，其特征在于，在步骤S1之前，还包括以下步骤：将激光传感器的光轴方向向目标方向进行粗调。
3.根据权利要求1所述的机器人手持激光传感器光轴调整方法，其特征在于，步骤S2包括：
工具坐标系中心点位于点R1时，记录激光传感器所发射激光束在目标平面的投射点P1；
利用机器人大地坐标系，沿目标方向移动机器人手臂，使工具坐标系中心点移动到点R2；
记录工具坐标系中心点位于点R2时，激光传感器所发射激光束在目标平面的投射点P2。
4.根据权利要求3所述的机器人手持激光传感器光轴调整方法，其特征在于，步骤S2还包括：
测量点R1与P1的距离L1；
记录点R1与R2的距离L2；
测量点P1与P2的距离Ls2。
5.根据权利要求1所述的机器人手持激光传感器光轴调整方法，其特征在于，步骤S4包括：
在目标平面上，连接点P1和P2；
延长线段P1P2至点P0，点P0与P1的距离为Ls1，且点P2、P1和P0依次排列；
调整激光传感器，使激光传感器发射的激光束投射在点P0。
6.一种机器人，其特征在于，其包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机指令，所述计算机指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一所述的机器人手持激光传感器光轴调整方法的步骤。
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