1.一种可实现六自由度的TCP在线快速标定方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、确定坐标关系:保持末端工具垂直于基坐标系的XOY平面,通过人工示教方法或测量装置实现末端工具与TCP检测装置的空间位置数据转换;
S2、末端工具以作业姿态进入并在TCP检测装置中做轨迹标定运动;
S3、X轴与Y轴上的角度差:末端工具做正方形轨迹的标定运动;运动过程中,微控制器单元监测TCP检测装置内X轴与Y轴上的对射式光电传感器通断状态,根据该通断信号的时间点,读取并存储在该时间点的空间位置数据;利用存储的空间位置数据计算末端工具在X轴与Y轴方向上的角度偏差,补偿TCP的误差;
S4、Z轴上的角度差:定义末端工具的长边与TCP检测装置的X轴平行,末端工具绕Z轴分别按顺时针方向和逆时针方向旋转一个已知角,并保持位姿沿Y轴方向直线运动,获取在Y轴方向上的空间位置数据,计算并补偿Z轴方向上的角度偏差;
S5、X轴与Y轴上的位置差:末端工具沿正方形轨迹做标定运动,根据对射式光电传感器通断信号的时间点,读取并存储该时间点的末端空间位置数据;计算末端工具在X轴与Y轴方向上的位置偏差,并补偿TCP的误差;
S6、Z轴上的位置差:末端工具在Z轴方向上做直线标定运动,以确定机器人TCP在Z轴方向上位置偏差,计算并补偿TCP的误差;
所述步骤S4中的末端工具在Z轴方向上的角度偏差的计算方法为:B1、控制末端工具绕Z轴顺时针转动已知角β后,沿Y轴方向做直线运动,读取其在Y轴方向上的空间位置数据,分别记为P1,P2,可得末端工具在Y方向的距离L1;
B2、控制末端工具绕Z轴逆时针转动已知角2β后,沿Y轴方向做直线运动,读取其在Y轴方向上的空间位置数据,分别记为P3,P4,可得末端工具在Y方向的距离L2;
B3、末端工具在Z轴上的角度偏差,依式计算:
2.根据权利要求1所述的一种可实现六自由度的TCP在线快速标定方法,其特征在于,所述步骤S3中末端工具在X轴与Y轴方向上的角度偏差的计算方法为:A1、读取末端工具运动的空间位置数据:第一次通过第1组对射式光电传感器时的空间位置数据为P1111,第一次通过第2组对射式光电传感器时的空间位置数据为P2111,第二次通过第1组对射式光电传感器时的空间位置数据为P1121,第二次通过第2组对射式光电传感器时的空间位置数据为P2121;
A2、末端工具沿着Z方向往下运动距离d,重复上述运动,并读取空间位置数据:第一次通过第1组对射式光电传感器时的空间位置数据为P1112,第一次通过第2组对射式光电传感器时的空间位置数据为P2112,第二次通过第1组对射式光电传感器时的空间位置数据为P1122,第二次通过第2组对射式光电传感器时的空间位置数据为P2122;
A3、末端工具在X轴方向的角度偏差,依式计算:在Y轴方向的角度偏差,依式计算:
3.根据权利要求1所述的一种可实现六自由度的TCP在线快速标定方法,其特征在于,所述步骤S5中的末端工具在X轴方向和Y轴方向上的位置偏差的计算方法为:C1、读取末端工具运动的空间位置数据,并计算坐标:第一次通过第1组对射式光电传感器时的空间位置数据分别为P1111、P1211,则末端工具在X轴的坐标为:
第一次通过第2组对射式光电传感器时的空间位置数据分别为P2111、P2211,则,在Y轴的坐标为:
第二次通过第1组对射式光电传感器时的空间位置数据分别为P1121、P1221,则,在X轴的坐标为:
第二次通过第2组对射式光电传感器时的空间位置数据分别为P2121、P2221,则,在Y轴的坐标为:
C2、计算末端工具在X轴方向上的位置偏差为:C3、计算末端工具在Y轴方向上的位置偏差为:
4.根据权利要求1所述的一种可实现六自由度的TCP在线快速标定方法,其特征在于,所述步骤S6中的末端工具在Z轴方向上位置偏差的计算方法为:控制末端工具运动到对射式光电传感器交点的正上方,沿Z轴方向匀速直线向下运动,当阻断任意一组对射式光电传感器时,获取末端工具的空间位置数据,与通过步骤S1得到的初始值PTCP0之间的差值,即为末端工具的TCP在Z轴方向上的偏差:TCPΔz=PTCP.Z‑PTCP0.Z。
5.根据权利要求1所述的一种可实现六自由度的TCP在线快速标定方法,其特征在于,所述步骤S3、S4、S5、S6分别进行重复操作,通过标定结果的迭代,降低TCP标定误差。
6.根据权利要求1所述的一种可实现六自由度的TCP在线快速标定方法,其特征在于,所述步骤S2中末端工具周期性的以作业姿态进入TCP检测装置中。