CN114012724B - 一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法。通过本技术方案，能够利用探针装置与标定块表面之间的触碰获取机器人的点位，并通过获取的点位数据及相关算法将标定坐标系建立在标定块上，同时基于探针装置与标定块表面之间进一步的触点触碰，对标定坐标系所处位置精度进行修正提高。本技术方案只需示教一个机器人点位便可自动完成坐标系的计算标定工作，同时坐标系的标定精度可以达到0.05mm，解决了传统三点法或四点法需要示教多个点位并且坐标系标定精度低的问题，应用于一些高精度工艺场景，可以实现机器人轨迹及工艺快速复制，能够极大减少工艺调试时间及降低调试难度。

Description

一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法

技术领域

本发明涉及机器人坐标定位技术领域，尤其涉及一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法。

背景技术

工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能。工业机器人被广泛应用于电子、物流、化工等各个工业领域之中。随着工业智能化的不断发展，考虑到对相关工艺调试的简易化需求，对于工业机器人的标定坐标系建立提出了更高的精度要求。可以理解的是，当工业机器人的标定坐标系在设定和建立过程中达到一定的高精度时，将极大简化工艺的调试过程，甚至实现工业机器人的工艺复制。

一般而言，工业机器人在建立坐标系的过程中，通常采用三点标定法或是四点标定法加以实现；同时需要依靠人工点对点的示教，对于坐标系的标定精度完全取决于操作熟练程度，目前人工标定精度最高只能达到0.5mm左右。在现有的工业机器人坐标系建立过程中，存在着标定步骤繁琐、标定精度取决于操作熟练程度、标定精度较低的难点，难以对批量化的工业机器人实现高效地打磨工艺调试。因此，亟需一种高精度的坐标系标定计算方法应用至上述场景中。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法，具体技术方案如下所示：

本申请的第一方面提供了一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法，包括：

设定标定坐标系和标定块，所述标定块用于确定所述标定坐标系的位置，所述标定块的一个顶点与所述标定坐标系的原点相重合；

控制探针头与所述标定块表面的多个第一标定点分别进行接触，记录每个所述第一标定点于一机器人世界坐标系中的第一坐标位置；

根据所述第一坐标位置，确定所述标定坐标系的坐标表达式；

设定第一选定坐标系，所述第一选定坐标系的原点位于所述标定块的覆盖区域中；

在确认所述标定坐标系和所述第一选定坐标系的原点位置差的情况下，根据所述标定坐标系和所述第一选定坐标系的原点位置差确定所述第一选定坐标系的坐标表达式；

设定第二选定坐标系，所述第二选定坐标系的原点位于所述标定块的覆盖区域中；

控制探针头与所述标定块表面的多个第二标定点分别进行接触，记录每个所述第二标定点于所述第一选定坐标系中的第二坐标位置；

根据所述第二坐标位置，获得所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系的位置修正量；

根据所述位置修正量确定所述第二选定坐标系的坐标表达式。

于上述第一方面的一种可能的实现中，所述第一标定点均匀分布于所述标定块的第一表面、第二表面和第三表面的任意位置，所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面两两相互垂直；

根据所述第一坐标位置，确定所述标定坐标系的坐标表达式的步骤包括；

根据所述第一表面的至少三个所述第一标定点，确定所述第一表面的法向量和位置表达式；

根据所述第二表面的至少三个所述第一标定点，确定所述第二表面的法向量和位置表达式；

根据所述第三表面的至少三个所述第一标定点，确定所述第三表面的法向量和位置表达式；

各所述第一标定点的坐标位置由预设的一机器人示教点在所述机器人世界坐标系中的坐标位置和所述标定块的尺寸数据处理得到。

根据所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面的位置表达式获取所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面的交点；

所述标定坐标系的坐标表达式包括所述标定坐标系的原点位置和所述标定坐标系的三个坐标轴方向，其中所述标定坐标系的原点位置为所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面的交点，所述标定坐标系的三个坐标轴方向分别为所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面的所述法向量。

于上述第一方面的一种可能的实现中，所述位置修正量包括各姿态修正量；

根据所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴旋转方向上、Y轴旋转方向上和Z轴旋转方向上的所述姿态修正量，对所述第一选定坐标系进行补偿以获得所述第二选定坐标系的坐标表达式；

根据所述第二选定坐标系的坐标表达式，重新执行所述姿态修正量的获取以及所述第二选定坐标系的坐标表达式的迭代生成操作，直至所述姿态修正量小于预设的一第一预设阈值。

于上述第一方面的一种可能的实现中，所述第二标定点包括均匀分布于所述标定块的第一表面、第二表面、第三表面、第四表面、第五表面的各姿态修正标定点；

根据所述第一表面的第一指定位置上的至少两个所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中Z轴旋转方向上的姿态修正量；

根据所述第三表面的第二指定位置上的至少两个所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中Y轴旋转方向上的姿态修正量；

根据所述第三表面的第三指定位置上的至少两个另外的所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴旋转方向上的姿态修正量；

所述姿态修正标定点的坐标位置为对应的指定位置在所述第一选定坐标系中的坐标位置。

于上述第一方面的一种可能的实现中，所述位置修正量包括各原点坐标修正量；

所述第二选定坐标系的原点相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴方向上、Y轴方向上和Z轴方向上的原点坐标修正量，对所述第一选定坐标系进行补偿以获得所述第二选定坐标系的坐标表达式；

根据所述第二选定坐标系的坐标表达式，重新执行所述原点坐标修正量的获取以及所述第二选定坐标系的坐标表达式的迭代生成操作，直至所述姿态修正量小于预设的一第二预设阈值。

于上述第一方面的一种可能的实现中，所述第二标定点包括分布于所述标定块的第一表面、第二表面、第三表面、第四表面、第五表面的各原点修正标定点；

第一表面的一个所述第二标定点和所述第四表面的一个所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴方向上的原点坐标修正量；所述第二表面的一个所述第二标定点、所述第五表面的一个所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中Y轴方向上的原点坐标修正量；所述第三表面的一个所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中Z轴方向上的原点坐标修正量。

所述原点修正标定点的坐标位置由所述第一选定坐标系和所述标定块尺寸数据处理得到。

于上述第一方面的一种可能的实现中，在确认所述标定坐标系和所述第一选定坐标系的原点位置差的情况下，所述第一选定坐标系的坐标表达式包括：

其中：

F'(x,y,z,W,P,R)为所述第一选定坐标系的坐标表达式，F(x,y,z,W,P,R)为所述标定坐标系的坐标表达式；

x,y,z为坐标系原点所对应的坐标，W为坐标系X轴的旋转姿态，P为坐标系Y轴的旋转姿态，R为坐标系Z轴的旋转姿态；

Δx、Δy、Δz分别为所述标定坐标系和所述第一选定坐标系的原点于所述标定坐标系中X轴方向上、Y轴方向上和Z轴方向上的位置差。

于上述第一方面的一种可能的实现中，所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴旋转方向上、Y轴旋转方向上和Z轴旋转方向上的姿态修正量包括：

其中：

所述第二标定点包括： 其中所述第二标定点R₁和R₂位于所述第一表面，所述第二标定点P₁和P₂位于所述第三表面，所述第二标定点W₁和W₂同位于所述第三表面；

ΔW、ΔP和ΔR分别为所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴旋转方向上、Y轴旋转方向上和Z轴旋转方向上的姿态修正量。

于上述第一方面的一种可能的实现中，所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴方向上、Y轴方向上和Z轴方向上的位置修正量包括：

其中：

所述第二标定点包括： 所述第二标定点X₁位于所述第一表面，所述第二标定点X₂位于所述第四表面，所述第二标定点Y₁位于所述第五表面，所述第二标定点Y₂位于所述第二表面，所述第二标定点Z₁位于所述第三表面；

ΔX、ΔY和ΔZ分别为所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴方向上、Y轴方向上和Z轴方向上的位置修正量，r为所述探针的球头半径值。

本技术方案具有如下优点及有益效果：

通过本技术方案，能够利用探针装置与标定块表面之间的触碰获取机器人的标定坐标系点位，并通过获取的标定坐标系点位数据及相关算法将标定坐标系建立在标定块上，同时基于探针装置与标定块表面之间进一步的触点触碰，对标定坐标系所处位置精度进行修正提高。本技术方案只需示教一个机器人点位便可自动完成坐标系的计算标定工作，同时坐标系的标定精度可以达到0.05mm，解决了传统三点法或四点法需要示教多个点位并且坐标系标定精度低的问题，应用于一些高精度工艺场景可以实现机器人轨迹及工艺的快速复制，能够极大减少工艺调试时间及降低调试难度。

附图说明

图1为本发明一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法的流程示意图。

图2为本发明一种确定标定坐标系的坐标表达式的流程示意图。

图3至图4为本发明一种采用9点法建立标定坐标系的具体示例。

图5为本发明一种第一选定坐标系的偏移示意图。

图6a-6c为本发明一种对第二选定坐标系的坐标轴姿态进行修正的示意图。

图7a-7c为本发明一种对第二选定坐标系的坐标原点进行修正的示意图。

图8为本发明一种对于第一选定坐标系进行姿态修正的流程示意图。

图9为本发明一种对于第一选定坐标系进行原点坐标修正的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

针对现有技术中在工业机器人坐标系建立的过程中，存在着标定步骤繁琐、标定精度取决于操作熟练程度、标定精度较低的难点，现提供一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法。

具体地，在本申请的一些实施例中，图1示出了一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法，包括：

步骤100：设定标定坐标系和标定块。其中，标定块用于确定标定坐标系的位置，在上述实施例的一种可能的实现中，标定块的一个顶点与标定坐标系的原点相重合。

步骤200：控制探针头与标定块表面的多个第一标定点分别进行接触，并记录每个第一标定点于一机器人世界坐标系中的第一坐标位置。

步骤300：根据第一坐标位置，确定标定坐标系的坐标表达式。有关标定坐标系的坐标表达式如何确定将于后文中进行具体说明。

进一步地，在上述实施例中，第一标定点可以均匀分布于标定块的第一表面、第二表面和第三表面的任意位置，且其中的第一表面、第二表面和第三表面两两相互垂直。可以理解的是，对于标定坐标系而言，包含三条相互垂直的坐标轴，通过在标定块上选择三个两两相互垂直并相邻的表面上分别确定至少三个第一标定点能够对选择的表面在机器人世界坐标系中的相关表达式进行确认，进而能够据此获取标定坐标系对应的坐标表达式。

具体地，在上述实施例中，如图2所示，根据第一坐标位置，确定标定坐标系的坐标表达式的步骤包括：

步骤301：根据第一表面的至少三个第一标定点，确定第一表面的法向量和位置表达式。

步骤302：根据第二表面的至少三个第一标定点，确定第二表面的法向量和位置表达式。

步骤303：根据第三表面的至少三个第一标定点，确定第三表面的法向量和位置表达式。

可以理解的是，于上述步骤301至步骤303中，在确定表面的法向量前需要对第一表面至第三表面进行确认，于每个表面上选取的第一标定点的数量至少需要三个。

步骤304：根据第一表面、第二表面和第三表面的法向量和位置表达式获取第一表面、第二表面和第三表面的交点。可以理解的是，于上述步骤304中，标定坐标系的坐标表达式包括标定坐标系的原点位置和标定坐标系的三个坐标轴方向，其中标定坐标系的原点位置为第一表面、第二表面和第三表面的交点，标定坐标系的三个坐标轴方向分别为第一表面、第二表面和第三表面的法向量。

在本申请的具体实施例中，图3至图4示出了一种采用9点法建立标定坐标系的具体示例。其中，如图3所示，探针装置在标定块上两两相邻的三个面上按顺序分别各触碰3个第一标定点，根据每个面上的3个第一标定点便可计算出各面在机器人世界坐标系下的位置关系及各面的法向量，法向量的方向可以由右手定则进行确认。具体地：如图3所示，以1、2、3点所在平面α为例:

记1点为P₁(x₁,y₁,z₁)，2点为P₂(x₂,y₂,z₂)，3点为P₁(x₃,y₃,z₃)，则由此可求得该平面法向量为：

其中：

A_α＝(y₁-y₂)×(z₂-z₃)-(y₂-y₃)×(z₁-z₂)

B_α＝(x₂-x₃)×(z₁-z₂)-(x₁-x₂)×(z₂-z₃)

C_α＝(x₁-x₂)×(y₂-y₃)-(x₂-x₃)×(y₁-y₂)

由此可求得平面α方程为：A_αx+B_αy+C_αz＝D_α，

其中：D_α＝A_αx₁+B_αy₁+C_αz₁。同理可求得其他两个平面的方程分别为：A_βx+B_βy+C_βz＝D_β；A_γx+B_γy+C_γz＝D_γ。根据上述三个平面方程，求取其交点，即能够得到如图4所示的标定坐标系的原点。其中，有关标定坐标系的原点计算过程可以包括：首先将三个平面方程联立，即由此可计算出交点O(x,y,z)的位置，其中：

同时，标定坐标系中各个坐标轴的轴方向由各平面法向量方向确定。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，该种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法还包括：

步骤400：设定第一选定坐标系。其中，第一选定坐标系的原点位于标定块的覆盖区域中。

步骤500：在确认标定坐标系和第一选定坐标系的原点位置差的情况下，根据标定坐标系和第一选定坐标系的原点位置差确定第一选定坐标系的坐标表达式。

可以理解的是，在机器人的实际应用过程中，第一选定坐标系可以是在已知偏移量的情况下由标定坐标系推导所得出的。图5示出了一种第一选定坐标系的偏移示意图，于如图5所示的实施例中，第一选定坐标系的原点位于标定块的内部。在确认标定坐标系和第一选定坐标系的原点位置差的情况下，第一选定坐标系的坐标表达式包括：

其中：

F'(x,y,z,W,P,R)为第一选定坐标系的坐标表达式，F(x,y,z,W,P,R)为标定坐标系的坐标表达式；

x，y，z为坐标系原点所对应的坐标，W为坐标系X轴的旋转姿态，P为坐标系Y轴的旋转姿态，R为坐标系Z轴的旋转姿态；

Δx、Δy、Δz分别为标定坐标系和第一选定坐标系的原点于标定坐标系中X轴方向上、Y轴方向上和Z轴方向上的位置差。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，该种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法还包括：

步骤600：设定第二选定坐标系，第二选定坐标系的原点位于标定块的覆盖区域中。

步骤700：控制探针头与标定块表面的多个第二标定点分别进行接触，记录每个第二标定点于第一选定坐标系中的第二坐标位置。

步骤800：根据第二坐标位置，获得第二选定坐标系相对于第一选定坐标系的位置修正量。

步骤900：根据位置修正量确定第二选定坐标系的坐标表达式。

可以理解的是，考虑到上述采用9点法建立的坐标系精度取决于标定块的尺寸精度及形位公差精度，对于一些高精度的使用场合可能无法满足使用需求，因此利用探针对上述建立的初始坐标系进行修正，可使其位置精度达到0.05mm。

在本申请的一具体实施例中，以第二选定坐标系建立在标定块上表面中心位置为例，详细描述该修正方法。可以理解的是，对于工业机器人的标定坐标系而言，其通常具备X、Y、Z、W、P、R六个参数，其中X、Y、Z用于确定经修正后的第二选定坐标系于原有的机器人世界坐标系中原点的坐标位置；W、P、R用于确定第二选定坐标系相对于机器人世界坐标系的姿态转变，其中W表示X轴的旋转姿态，P表示Y轴的旋转姿态，R表示Z轴的旋转姿态。对第一选定坐标系的修正，即对上述6个参数的修正。于上述具体实施例中，通过分别修正上述6个参数来达到修正坐标系的目的：首先需要先对坐标系的姿态进行修正，同时对姿态的修正也必须按照R、P、W的顺序进行；完成坐标系姿态的修正后，再进行X、Y、Z参数的修正。

于上述实施例中，图6a-6c中示出了一种对第二选定坐标系的坐标轴姿态进行修正的示意图。其中第二标定点包括： 其中：第二标定点R₁和R₂位于第一表面，点位Z值保持一致；第二标定点P₁和P₂位于第三表面，点位Y值保持一致；另有第二标定点W₁和W₂同位于第三表面，点位X值保持一致；

具体地，第二选定坐标系相对于第一选定坐标系于第一选定坐标系中X轴旋转方向上、Y轴旋转方向上和Z轴旋转方向上的旋转姿态修正量包括：

其中：

ΔW、ΔP和ΔR分别为第二选定坐标系相对于第一选定坐标系于第一选定坐标系中X轴旋转方向上、Y轴旋转方向上和Z轴旋转方向上的姿态修正量。

可以理解的是，当获取得到第二选定坐标系相对于第一选定坐标系于第一选定坐标系中X轴旋转方向上、Y轴旋转方向上和Z轴旋转方向上的旋转姿态修正量之后，可以依照下式将上述姿态修正量对第一选定坐标系进行修正：

同样地，图7a-7c中示出了一种对第二选定坐标系的坐标原点位置进行修正的示意图，其修正原理基本与坐标轴姿态的修正方法相一致。其中第二标定点可以包括： 在第二选定坐标系建立在标定块上表面中心的情况下，依照ΔX、ΔY和ΔZ对标定坐标系进行修正可以表示为：

其中，ΔX、ΔY和ΔZ分别为各原点坐标修正量。

进一步地，于上述具体实施例中，如图8所示，在对于第二选定坐标系进行坐标表达式获取过程中，包括第一选定坐标系的姿态修正过程，步骤如下：

步骤901：根据第二选定坐标系相对于第一选定坐标系的姿态修正量，对第一选定坐标系进行补偿以获得第二选定坐标系的坐标表达式。

步骤902：判断姿态修正量是否小于第一预设阈值。若是，则说明姿态精度相对精准无需进一步执行迭代修正，可以转向步骤903；若否，则说明位置精度尚不够精准，需要重新执行迭代修正，进而返回步骤901。

步骤903：输出姿态修正后的第一选定坐标系的坐标表达式。

进一步地，于上述具体实施例中，如图9所示，执行步骤903之后还包括第一选定坐标系的原点坐标修正过程，步骤如下：

步骤904：根据第二选定坐标系相对于第一选定坐标的原点坐标修正量，对第一选定坐标系进行补偿以获得第二选定坐标系的坐标表达式。

步骤905：判断原点坐标修正量是否小于第二预设阈值。若是，则说明原点坐标精度相对精准无需进一步执行迭代修正，可以转向步骤906；若否，则说明位置精度尚不够精准，需要重新执行迭代修正，进而返回步骤904。

步骤906：将原点坐标修正后的第一选定坐标系的坐标表达式作为第二选定坐标系的坐标表达式输出。

可以理解的是，基于上述实施例中提出的9点法坐标系建立方法，其中触碰点位P_n(x_n,y_n,z_n)均由在标定块上任意示教的一个点位P₀(x₀,y₀,z₀)及标定块的尺寸数据通过公式x_n＝x₀+Δx_n、y_n＝y₀+Δy_n和z_n＝z₀+Δz_n自动生成，其中，Δx_n、Δy_n、Δz_n为触碰点与示教点间的位置偏差；修正触碰点位均在已建立的第一选定坐标系下，通过标定块尺寸数据自动计算生成，即整个坐标系建立过程只需示教一个点位即可完成坐标系自动标定工作。

综上，探针头通过探针安装件固定于机器人末端法兰盘上，利用探针头与标定块之间的触碰获取各第一标定点及各第二标定点对应的坐标位置，并通过获取的坐标位置及相关算法处理得到第一选定坐标系，同时将第一选定坐标系位置精度进行修正提高得到第二选定坐标系，其中要求探针头具有高灵敏度。

标定块选用方形标定块，其各个面的垂直度、平面度、平行度等形位公差具有较高的加工精度。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法，其特征在于，包括：

设定标定坐标系和标定块，所述标定块用于确定所述标定坐标系的位置，所述标定块的一个顶点与所述标定坐标系的原点相重合；

控制探针头与所述标定块表面的多个第一标定点分别进行接触，记录每个所述第一标定点于一机器人世界坐标系中的第一坐标位置；

根据所述第一坐标位置，确定所述标定坐标系的坐标表达式；

设定第一选定坐标系，所述第一选定坐标系的原点位于所述标定块的覆盖区域中；

在确认所述标定坐标系和所述第一选定坐标系的原点位置差的情况下，根据所述标定坐标系和所述第一选定坐标系的原点位置差确定所述第一选定坐标系的坐标表达式；

设定第二选定坐标系，所述第二选定坐标系的原点位于所述标定块的覆盖区域中；

控制探针头与所述标定块表面的多个第二标定点分别进行接触，记录每个所述第二标定点于所述第一选定坐标系中的第二坐标位置；

根据所述第二坐标位置，获得所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系的位置修正量；

根据所述位置修正量确定所述第二选定坐标系的坐标表达式；

所述位置修正量包括各姿态修正量；

根据所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴旋转方向上、Y轴旋转方向上和Z轴旋转方向上的所述姿态修正量，对所述第一选定坐标系进行补偿以获得所述第二选定坐标系的坐标表达式；

根据所述第二选定坐标系的坐标表达式，重新执行所述姿态修正量的获取以及所述第二选定坐标系的坐标表达式的迭代生成操作，直至所述姿态修正量小于预设的一第一预设阈值；

所述位置修正量包括各原点坐标修正量；

所述第二选定坐标系的原点相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴方向上、Y轴方向上和Z轴方向上的原点坐标修正量，对所述第一选定坐标系进行补偿以获得所述第二选定坐标系的坐标表达式；

根据所述第二选定坐标系的坐标表达式，重新执行所述原点坐标修正量的获取以及所述第二选定坐标系的坐标表达式的迭代生成操作，直至所述原点坐标修正量小于预设的一第二预设阈值。

2.如权利要求1所述的基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法，其特征在于，所述第一标定点均匀分布于所述标定块的第一表面、第二表面和第三表面的任意位置，所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面两两相互垂直；

根据所述第一坐标位置，确定所述标定坐标系的坐标表达式的步骤包括；

根据所述第一表面的至少三个所述第一标定点，确定所述第一表面的法向量和位置表达式；

根据所述第二表面的至少三个所述第一标定点，确定所述第二表面的法向量和位置表达式；

根据所述第三表面的至少三个所述第一标定点，确定所述第三表面的法向量和位置表达式；

各所述第一标定点的坐标位置由预设的一机器人示教点在所述机器人世界坐标系中的坐标位置和所述标定块的尺寸数据处理得到；

根据所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面的位置表达式获取所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面的交点；

所述标定坐标系的坐标表达式包括所述标定坐标系的原点位置和所述标定坐标系的三个坐标轴方向，其中所述标定坐标系的原点位置为所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面的交点，所述标定坐标系的三个坐标轴方向分别为所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面的所述法向量。

3.如权利要求1所述的基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法，其特征在于，所述第二标定点包括均匀分布于所述标定块的第一表面、第二表面、第三表面、第四表面、第五表面的各姿态修正标定点；

根据所述第一表面的第一指定位置上的至少两个所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中Z轴旋转方向上的姿态修正量；

根据所述第三表面的第二指定位置上的至少两个所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中Y轴旋转方向上的姿态修正量；

根据所述第三表面的第三指定位置上的至少两个另外的所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴旋转方向上的姿态修正量；

所述姿态修正标定点的坐标位置为对应的指定位置在所述第一选定坐标系中的坐标位置。

4.如权利要求1所述的基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法，其特征在于，所述第二标定点包括分布于所述标定块的第一表面、第二表面、第三表面、第四表面、第五表面的各原点修正标定点；

第一表面的一个所述第二标定点和所述第四表面的一个所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴方向上的原点坐标修正量；所述第二表面的一个所述第二标定点、所述第五表面的一个所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中Y轴方向上的原点坐标修正量；所述第三表面的一个所述第二标定点确定所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中Z轴方向上的原点坐标修正量；

所述原点修正标定点的坐标位置由所述第一选定坐标系和所述标定块尺寸数据处理得到。

5.如权利要求1所述的基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法，其特征在于，在确认所述标定坐标系和所述第一选定坐标系的原点位置差的情况下，所述第一选定坐标系的坐标表达式包括：

其中：

F′(x，y，z，W，P，R)为所述第一选定坐标系的坐标表达式，F(x，y，z，W，P，R)为所述标定坐标系的坐标表达式；

x,y,z为坐标系原点所对应的坐标，W为坐标系X轴的旋转姿态，P为坐标系Y轴的旋转姿态，R为坐标系Z轴的旋转姿态；

Δx、Δy、Δz分别为所述标定坐标系和所述第一选定坐标系的原点于所述标定坐标系中X轴方向上、Y轴方向上和Z轴方向上的位置差。

6.如权利要求4所述的基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法，其特征在于，所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴旋转方向上、Y轴旋转方向上和Z轴旋转方向上的姿态修正量包括：

其中：

所述第二标定点包括： 其中所述第二标定点R₁和R₂位于所述第一表面，所述第二标定点P₁和P₂位于所述第三表面，所述第二标定点W₁和W₂同位于所述第三表面；

ΔW、ΔP和ΔR分别为所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴旋转方向上、Y轴旋转方向上和Z轴旋转方向上的姿态修正量。

7.如权利要求1所述的基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法，其特征在于，所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴方向上、Y轴方向上和Z轴方向上的位置修正量包括：

其中：

所述第二标定点包括： 所述第二标定点X₁位于第一表面，所述第二标定点X₂位于第四表面，所述第二标定点Y₁位于第五表面，所述第二标定点Y₂位于第二表面，所述第二标定点Z₁位于第三表面；

ΔX、ΔY和ΔZ分别为所述第二选定坐标系相对于所述第一选定坐标系于所述第一选定坐标系中X轴方向上、Y轴方向上和Z轴方向上的位置修正量，r为所述探针的球头半径值。