專(zhuān)利名稱(chēng)：確定虛擬工具中心點(diǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定與機(jī)器人的己知坐標(biāo)系相關(guān)的虛擬工具中心 點(diǎn)的方法，所述的機(jī)器人具有用于測(cè)量目標(biāo)的測(cè)量傳感器以及相應(yīng)的控制裝置。
背景技術(shù)：
虛擬工具中心點(diǎn)(TCP)用空間坐標(biāo)和空間定向來(lái)表示，其位于真實(shí)物 體例如刀具之外。這類(lèi)點(diǎn)自由地位于空間中，并且因?yàn)闆](méi)有真實(shí)物體作為參 照，機(jī)器人不能直接駛向這類(lèi)點(diǎn)。例如借助機(jī)器人進(jìn)行激光加工時(shí)，虛擬TCP 處于激光的焦點(diǎn)，同時(shí)自由地處于空間中，但不屬于真實(shí)物體的幾何點(diǎn)。為 了后面的校正，例如在激光加工中優(yōu)選使用光切傳感器(Lichtschnitt-Sensor)。借助靜態(tài)三角測(cè)量法，光切傳感器可用于檢測(cè)表面。另外，半導(dǎo)體激光 器借助線性光學(xué)系統(tǒng)(Linienoptik)，如圓柱形透鏡(Zylinderlinse)，產(chǎn)生 光簾形式的平面扇形激光束，該平面扇形激光束照射到測(cè)量目標(biāo)上，并以所 謂的三角測(cè)量角反射到具有信號(hào)處理能力的如CCD陣列的相機(jī)上。根據(jù)由 測(cè)量目標(biāo)反射的激光線，通過(guò)信號(hào)處理器可以確定出測(cè)量目標(biāo)以及可能的過(guò) 渡邊的空間位置。由此，光切傳感器可以提供測(cè)量目標(biāo)的距離測(cè)量值和輪廓 截面。為了能夠使用由光切傳感器提供的數(shù)值來(lái)控制機(jī)器人或矯正機(jī)器人程 序或整個(gè)機(jī)器，初始由光切傳感器提供的在其傳感器坐標(biāo)系中的測(cè)量值，可 以提供機(jī)器人在機(jī)器人坐標(biāo)系中的位置，或借助該測(cè)量值提供機(jī)器人在已知 的與世界坐標(biāo)系相關(guān)的坐標(biāo)系中的位置。另外，虛擬傳感器工具中心點(diǎn)定義 為傳感器TCP，其定位(Position)可在傳感器坐標(biāo)系中進(jìn)行限定。特別在機(jī)器人手臂上的光切傳感器被拆卸或重新裝配后，例如在傳感器 失效和/或通常當(dāng)裝配定位沒(méi)有明確限定時(shí)，傳感器TCP的與機(jī)器人坐標(biāo)系 或世界坐標(biāo)系相關(guān)的位置一般會(huì)發(fā)生偏移。這種偏移開(kāi)始是未知的，按照本發(fā)明其應(yīng)以簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行確定。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種方法，通過(guò)該方法使得與機(jī)器人坐標(biāo)系或世界坐標(biāo)系相關(guān)的虛擬傳感器TCP的位置可以以簡(jiǎn)單的方法確定。該位置至少可以理解為在已知坐標(biāo)系內(nèi)的局部定位，例如X、 Y、 Z。同 吋，該位置也可以包含在空間中的定向(Orientierung)，例如繞X、 Y、 Z 軸旋轉(zhuǎn)A、 B、 C。按照本發(fā)明，所述的目的以開(kāi)始時(shí)提及的方式如此實(shí)現(xiàn)，即與己知機(jī)器 人坐標(biāo)系相關(guān)的虛擬工具中心點(diǎn)的位置，由與傳感器坐標(biāo)系相關(guān)的虛擬工具 中心點(diǎn)的己知位置和用于確定機(jī)器人位姿(Position)的機(jī)器人軸位置的檢測(cè) 值來(lái)確定，其中該虛擬工具中心點(diǎn)位于參考構(gòu)件的測(cè)量位置。機(jī)器人的己知坐標(biāo)系例如可以是世界坐標(biāo)系、所謂的機(jī)器人坐標(biāo)系或機(jī) 器人手坐標(biāo)系。優(yōu)選地可以借助在機(jī)器人控制中應(yīng)用的示教功能通過(guò)示教實(shí) 現(xiàn)機(jī)器人軸位置的測(cè)量。本發(fā)明還設(shè)計(jì)為借助光切傳感器來(lái)確定虛擬TCP， S卩，使得在傳感器坐 標(biāo)系中定位的已知虛擬TCP與在后面稱(chēng)為標(biāo)記的測(cè)量位置(例如，參考構(gòu)件) 保持足夠的一致性，其中所述的標(biāo)記在特殊應(yīng)用場(chǎng)合中是一種"幾何結(jié)合位 置"，其按照焊縫結(jié)構(gòu)的通用方式為，例如使兩個(gè)平構(gòu)件的部分平面彼此 疊置的搭接接頭、使第一個(gè)平構(gòu)件垂直于第二個(gè)平構(gòu)件并使第一個(gè)構(gòu)件的端 面位于第二個(gè)構(gòu)件的平面上的T接頭、或使第一構(gòu)件的端面緊靠第二構(gòu)件的 端面并使兩個(gè)構(gòu)件處于同一平面內(nèi)的I接頭等。通常，測(cè)量位置或標(biāo)記實(shí)際 上也可稱(chēng)為平面變化中的"中斷"。從幾何角度可將該標(biāo)記定義為具有確定平 面垂線的平面上的線或邊。在本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)方案中，該參考構(gòu)件的表面的垂線可通過(guò)三角測(cè)量 法來(lái)確定。在按照本發(fā)明所述方法的優(yōu)選方案中，虛擬工具中心點(diǎn)可依據(jù)測(cè)量傳感 器的測(cè)量值向參考構(gòu)件的測(cè)量位置移動(dòng)，其中特別地，可以使傳感器在空間 上接近參考構(gòu)件的測(cè)量位置，在附近處由測(cè)量傳感器檢測(cè)該測(cè)量位置，從而 可借助至少一個(gè)由測(cè)量傳感器所測(cè)得的該測(cè)量位置的定位值(Y.證，Z測(cè)量)確定在傳感器坐標(biāo)系中虛擬工具中心點(diǎn)和該測(cè)量位置之間的位置差，并且基 于所述位置差使虛擬工具中心點(diǎn)與該測(cè)量位置在定位上保持一致。另外優(yōu)選 地，傳感器可以設(shè)置在接近該測(cè)量位置的這樣的空間中，以使得該測(cè)量位置 可由測(cè)量傳感器檢測(cè)。隨后，借助至少一個(gè)由測(cè)量傳感器測(cè)得的該測(cè)量位置的定向值(A ， B腦，Ca量)，確定在傳感器坐標(biāo)系中虛擬工具中心點(diǎn)和該測(cè)量位置之間的定向差，并且基于所述定向差使虛擬工具中心點(diǎn)與該測(cè)量 位置在定向上保持一致。在其它可選方案中，為了使虛擬工具中心點(diǎn)和測(cè)量位置保持一致，可以通過(guò)控制機(jī)器人直到虛擬工具中心點(diǎn)位于該測(cè)量位置來(lái)實(shí)現(xiàn)；或者為了減輕 手動(dòng)控制虛擬工具中心點(diǎn)駛近測(cè)量位置的難度，通過(guò)發(fā)送控制機(jī)器人的信 息，使得其能到達(dá)該測(cè)量位置。優(yōu)選地，在第一個(gè)方案中，為了減輕手動(dòng)控制虛擬工具中心點(diǎn)駛近測(cè)量 位置的難度，通過(guò)發(fā)送控制機(jī)器人的信息，使得其能到達(dá)該測(cè)量位置；而在 第二個(gè)方案中，為了使虛擬工具中心點(diǎn)和測(cè)量位置保持一致，可以通過(guò)自動(dòng) 控制機(jī)器人直到虛擬工具中心點(diǎn)位于該測(cè)量位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。在光切傳感器作為測(cè)量傳感器的優(yōu)選應(yīng)用中，借助測(cè)量值確定該測(cè)量位 置在傳感器坐標(biāo)系中的三個(gè)空間坐標(biāo)中的至少兩個(gè)坐標(biāo)(Y測(cè)量，Z纖)，并 且通過(guò)使在第三個(gè)空間坐標(biāo)方向上延伸通過(guò)該測(cè)量位置的直線與光切傳感 器的光簾面相交來(lái)確定第三個(gè)坐標(biāo)值。借助光切傳感器的測(cè)量值，可以確定參考構(gòu)件的表面的垂線(Z測(cè)量)， 另外，通過(guò)相對(duì)于該測(cè)量位置來(lái)校正光切傳感器，使得傳感器坐標(biāo)系的坐標(biāo) 方向(Z傳感器)可與參考構(gòu)件的表面的垂線(Z測(cè)量)保持一致。該方法的另外一個(gè)優(yōu)選形式是，該測(cè)量位置位于參考構(gòu)件的表面中的線 或邊上，并且光切傳感器的平面光簾繞參考構(gòu)件的表面的垂線旋轉(zhuǎn)，直到由 線或邊產(chǎn)生的光切傳感器的階躍響應(yīng)消失，這個(gè)定向構(gòu)成第一個(gè)角位置；光 切傳感器再反向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到由線或邊產(chǎn)生的光切傳感器的階躍響應(yīng)再次消 失，這個(gè)新的定向構(gòu)成第二個(gè)角位置；并且，可檢測(cè)所述第一個(gè)和第二個(gè)角 位置之間的角平分線，使其作為相關(guān)角定向。本發(fā)明另外還包括特別地用于實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明方法的具有顯示器的控 制裝置，所述顯示器用于顯示虛擬工具中心點(diǎn)的空間位置。在本發(fā)明控制裝置的其它優(yōu)選構(gòu)成中，顯示器用于顯示方向信息，沿此 方向控制機(jī)器人直到虛擬工具中心點(diǎn)位于該測(cè)量位置，和/或顯示器設(shè)計(jì)為顯 示虛擬工具中心點(diǎn)何時(shí)能位于該測(cè)量位置的信息。通過(guò)本發(fā)明，可以對(duì)虛擬TCP進(jìn)行示教，由于所述虛擬工具中心點(diǎn)不能 被肉眼所看到，因此不能由機(jī)器人程序員直接進(jìn)行機(jī)械控制。借助本發(fā)明的 方法，機(jī)器人程序員可以通過(guò)光切傳感器"看見(jiàn)"所述虛擬工具中心點(diǎn)。所述 虛擬工具中心點(diǎn)可在操作儀器上這樣可視，即機(jī)器人程序員可通過(guò)操作儀器 的顯示來(lái)操作機(jī)器人駛向所述虛擬工具中心點(diǎn)。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征通過(guò)權(quán)利要求和隨后的文字描述給出，該文字 描述根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例分別進(jìn)行說(shuō)明。其中圖1:按照發(fā)明的具有在機(jī)器人手上設(shè)置的光切傳感器以及帶有用于獲 知其空間定位的標(biāo)記的參考構(gòu)件的機(jī)器人的示意圖；圖2:圖1中示出的帶有參考構(gòu)件的光切傳感器的放大示意圖；圖3:圖2中示出的光切傳感器的側(cè)視圖；以及圖4:按照本發(fā)明的控制裝置。
具體實(shí)施方式
工業(yè)機(jī)器人1以公知的方式設(shè)置有基座2、可繞豎直Al軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn) 體3、可繞水平A2軸偏轉(zhuǎn)的搖臂4、在搖臂的自由端鉸接設(shè)置可繞水平A3 軸偏轉(zhuǎn)的機(jī)器人手臂5，在機(jī)器人手臂5的自由端設(shè)置帶有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸A4 軸至A6軸的機(jī)器人手6。機(jī)器人手6的自由端由法蘭7構(gòu)成。A6軸在機(jī)器 人手繞著A5軸偏轉(zhuǎn)時(shí)不再與A4軸保持一致，如在附圖中示出的針對(duì)該特 殊情況的機(jī)器人的伸展位姿。法蘭7起著固定工具的作用。在圖1中，光切傳感器8固定在法蘭7上。 光切傳感器8具有在其YZ平面內(nèi)形成的扁平扇形激光束、光簾9、優(yōu)選以 半導(dǎo)體激光器形式構(gòu)成的光源、以及如優(yōu)選CCD陣列相機(jī)的探測(cè)裝置。光切傳感器8具有固有坐標(biāo)系。處于傳感器坐標(biāo)系中的Y向Y頓器和Z 向Zft感器在圖中示出，而X向X頓器在所示取向中總是與紙面垂直。位于傳感器坐稱(chēng)系中的位置Xtcp、 Ytcp、 ZTcp處的虛擬工具中心點(diǎn)(TCP) 15附屬于傳感器。另外示出的還有具有測(cè)量位置或標(biāo)記12的參考構(gòu)件11。在該具體實(shí)施 例中，標(biāo)記由參考構(gòu)件11中的階梯12構(gòu)成。該測(cè)量位置的X坐標(biāo)X測(cè)量在 階梯12的長(zhǎng)度延伸方向上。該測(cè)量位置的Z坐標(biāo)Z濃在與參考構(gòu)件的表面 14垂直延伸的方向上。如圖2所示的，機(jī)器人手開(kāi)始時(shí)通過(guò)對(duì)單個(gè)機(jī)器人軸進(jìn)行調(diào)節(jié)而進(jìn)行運(yùn) 動(dòng)，使得標(biāo)記12進(jìn)入傳感器的CCD相機(jī)的視場(chǎng)或監(jiān)視窗中。傳感器隨后產(chǎn) 生能識(shí)別標(biāo)記12的信號(hào)。標(biāo)記12到達(dá)目的窗也可以例如在操作裝置上優(yōu)選 以光學(xué)或聲學(xué)方式進(jìn)行顯示。只要傳感器檢測(cè)到標(biāo)記12，光切傳感器8就可 確定出標(biāo)記12在傳感器坐標(biāo)系的Y向Y傳感器和Z向Z傳感器的定位。從標(biāo)記12 的與光切傳感器8的坐標(biāo)系相關(guān)的實(shí)際位置和虛擬TCP 15的與光切傳感器8 的坐標(biāo)系相關(guān)的已知的數(shù)學(xué)位置，可以得出標(biāo)記12和虛擬TCP之間的位置 差。隨后機(jī)器人手臂沿Y傳感器方向或Z傳感器方向向前(+ )或向后(-)運(yùn)動(dòng)， 直到標(biāo)記12和虛擬TCP15各自相關(guān)的坐標(biāo)(充分地) 一致。可以自動(dòng)的方 式通過(guò)控制裝置自動(dòng)操作機(jī)器人而使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，或者也可以要求機(jī)器人操 作員以合適方式手動(dòng)操作機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。接著可相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)沿傳感器坐標(biāo)系Z肖《方向的虛擬TCP 15和標(biāo)記12 之間的靠近，直到兩者至少近似一致，其中在Z向Z頓器的標(biāo)記位置可通過(guò) 光切傳感器8按照靜態(tài)三角測(cè)量的公知方法來(lái)確定。虛擬TCP 15可以通過(guò)機(jī)器人手的手動(dòng)或自動(dòng)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)和標(biāo)記12的一兩者的一致性不必很精確，可以以一定的公差R來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中該公差的 范圍可在1至5倍傳感器分辨率的數(shù)量級(jí)內(nèi)，即如lmm大小。不需要精確 定位的原因是盡管存在不準(zhǔn)確的駛近定位，但可以借助已知的三點(diǎn)法和四點(diǎn) 法從數(shù)學(xué)上準(zhǔn)確地計(jì)算TCP的實(shí)際位置。第三坐標(biāo)X總是為零，因?yàn)楣馇袀鞲衅?產(chǎn)生的是一個(gè)平面光束，即光 簾，其沿X方向沒(méi)有空間伸展，即在X向上光簾是無(wú)限小或無(wú)限薄的。在 系統(tǒng)事先已經(jīng)產(chǎn)生了"標(biāo)記到達(dá)(Merkalerreicht)"和信號(hào)的前提下，就能保 證標(biāo)記12位于光切傳感器8的光簾平面內(nèi)的Y方向上?？傊?，根據(jù)標(biāo)記12的與光切傳感器8的坐標(biāo)系相關(guān)的實(shí)際位置以及虛擬TCP 15的在光切傳感器的坐標(biāo)系中的已知的數(shù)學(xué)位置，可以得出標(biāo)記12 和虛擬TCP 15之間的位置差，由此可在世界坐標(biāo)系或機(jī)器人坐標(biāo)系中確定 虛擬TCP的位置。另外，可以獲得三個(gè)角位置中的至少兩個(gè)角位置。如圖2中所示，首先平面?zhèn)鞲衅鞴馐@X方向相對(duì)于參考構(gòu)件11或標(biāo) 記12旋轉(zhuǎn)，以確定第一個(gè)角位置。另外，借助公知的光切傳感器8的三角 測(cè)量法，通過(guò)計(jì)算確定參考構(gòu)件11的表面的法線。傳感器固有坐標(biāo)系的Z 方向Z傳感器是己知的。光切傳感器8將偏轉(zhuǎn)，并且在偏轉(zhuǎn)期間相對(duì)于計(jì)算確 定的標(biāo)記12的Z向Z測(cè)量的法線，測(cè)量光切傳感器8的Z方向Z傳感器。使光切 傳感器8—直運(yùn)動(dòng)，直到Z傳感器和Z測(cè)量之間的相對(duì)角度為零。隨后，如在圖 3中示出的，光切傳感器8繞其Y方向旋轉(zhuǎn)，另外對(duì)光切傳感器8和標(biāo)記12 之間的間距進(jìn)行測(cè)量。旋轉(zhuǎn)應(yīng)按同一旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行，這樣測(cè)量的間距值總是 較小的。只要測(cè)量值又開(kāi)始變大，就能獲得止點(diǎn)(Umkehrpimkt)，在止點(diǎn) 處光切傳感器8和標(biāo)記12的間距最小。在此轉(zhuǎn)動(dòng)位置，光切傳感器8的Y 方向垂直于參考構(gòu)件11。由此，光切傳感器8的Z方向Z傳感器和標(biāo)記12的Z方向Z測(cè)量保持一致。在另一步驟中確定第二個(gè)角位置。對(duì)此光切傳感器8繞其固有的Z軸 Z傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)，其中所述軸作為具有足夠精確度的轉(zhuǎn)軸與標(biāo)記12的邊相交。只 要光切傳感器8的平面扇形光束處于該邊的Y方向Yffli，則由光切傳感器8 產(chǎn)生的多個(gè)信號(hào)中的階躍響應(yīng)將消失，所述階躍響應(yīng)是由邊產(chǎn)生的。通過(guò)使 光切傳感器8的Y方向Y傳感器與標(biāo)記12或參考構(gòu)件11的邊的Y方向在一定 程度上是一致的，就可確定該第二個(gè)角位置。為了提高精確性，光切傳感器8可以以相同方向或以與先前方向相反的 方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到旋轉(zhuǎn)至例如180°，此時(shí)平面光束的方向又和邊保持一致，同 時(shí)階躍響應(yīng)消失。測(cè)量在兩個(gè)檢測(cè)(Y-)角位置之間的作為虛擬TCP 15的 第二個(gè)角定向的角位置，作為第二個(gè)角位置。第三個(gè)角位置作為先前確定的兩個(gè)角位置的垂線在笛卡爾坐標(biāo)系中給出。虛擬TCP 15現(xiàn)在既可根據(jù)其三個(gè)定向，也可根據(jù)其在笛卡爾坐標(biāo)系中的定位而處于與標(biāo)記12或該測(cè)量位置相一致的位置上。這個(gè)定位隨后通過(guò)傳統(tǒng)的三點(diǎn)或四點(diǎn)法重新示教(geteacht)，由此在機(jī)器人或世界坐標(biāo)系中唯 -一確定虛擬TCP15的位置。圖4示出的是按照本發(fā)明的控制裝置的顯示器的屏幕顯示圖像。在左邊 給出的是數(shù)字信息，在下方區(qū)域中的信息是本發(fā)明控制裝置所形成的信號(hào)， 顯示器的右部顯示的是虛擬工具中心點(diǎn)的空間位置。在圖4中，虛擬TCP 不是位于測(cè)量傳感器的空間位置中，而是離測(cè)量傳感器的空間位置向左和遠(yuǎn) 離的地方。相應(yīng)地在顯示中，識(shí)別信號(hào)"遠(yuǎn)離(zu weit weg)"和"向左(zu weit links)"發(fā)光，由此通過(guò)方向指示顯示出虛擬TCP相對(duì)參考構(gòu)件的測(cè)量位置 不存在于測(cè)量傳感器附近的空間中，可沿此方向操作機(jī)器人，以使虛擬工具 中心點(diǎn)位于測(cè)量位置。為了進(jìn)行顯示，測(cè)量傳感器將相對(duì)其坐標(biāo)原點(diǎn)的標(biāo)記 位置進(jìn)行反饋。該顯示是通過(guò)將測(cè)量到的定位與虛擬工具中心點(diǎn)進(jìn)行比較來(lái) 實(shí)現(xiàn)的，由此給出需要的運(yùn)行方向。當(dāng)測(cè)量傳感器在空間上足夠接近參考構(gòu) 件的測(cè)量位置，并且測(cè)量傳感器檢測(cè)該測(cè)量位置時(shí)，該測(cè)量位置可以在顯示 光點(diǎn)定義的屏面上由測(cè)量位置的顯示對(duì)其進(jìn)行顯示，并且相應(yīng)給出該測(cè)量位 置虛擬TCP (在考慮了先前的公差或足夠接近的條件下)的信息。附圖標(biāo)記一覽表1工業(yè)機(jī)器人2基座3旋轉(zhuǎn)體4搖臂5機(jī)器人手臂6機(jī)器人手7法蘭8光切傳感器9、 10光簾11參考構(gòu)件12標(biāo)記13平板14平面15虛擬TCP
權(quán)利要求
1.用于確定與機(jī)器人的已知坐標(biāo)系相關(guān)的虛擬工具中心點(diǎn)的位置的方法，該機(jī)器人具有用于測(cè)量目標(biāo)的測(cè)量傳感器，其特征在于，與該機(jī)器人的已知坐標(biāo)系相關(guān)的虛擬工具中心點(diǎn)的位置，由與傳感器坐標(biāo)系相關(guān)的虛擬工具中心點(diǎn)的已知位置以及用于確定機(jī)器人位姿的機(jī)器人軸位置的測(cè)量值來(lái)確定，其中該虛擬工具中心點(diǎn)位于參考構(gòu)件的測(cè)量位置。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助在機(jī)器人控制中應(yīng)用的示教功能通過(guò)示教實(shí)現(xiàn)該機(jī)器人軸位置的測(cè)量。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，該虛擬工具中心點(diǎn) 基于該測(cè)量傳感器的測(cè)量值向該參考構(gòu)件的測(cè)量位置移動(dòng)。
4. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，使該傳感器在 空間上接近該參考構(gòu)件的測(cè)量位置，在附近處由該測(cè)量傳感器檢測(cè)該測(cè)量位 置；借助至少一個(gè)由該測(cè)量傳感器所測(cè)得的該測(cè)量位置的定位值(Y a量， ZM)，確定在該傳感器坐標(biāo)系中該虛擬工具中心點(diǎn)和該測(cè)量位置之間的位 置差；并且基于該位置差，使該虛擬工具中心點(diǎn)和該測(cè)量位置在定位上保持一致。
5. 按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，使該傳感器在空間上接 近該參考構(gòu)件的測(cè)量位置，在附近處由該測(cè)量傳感器檢測(cè)該測(cè)量位置；借助至少一個(gè)由該測(cè)量傳感器所測(cè)得的該測(cè)量位置的定向值(A測(cè)量， B測(cè)量，C測(cè)量)，確定在該傳感器坐標(biāo)系中該虛擬工具中心點(diǎn)和該測(cè)量位置之 間的定向差；并且基于該定向差，使該虛擬工具中心點(diǎn)和該測(cè)量位置在定向上保持一致。
6. 按照權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，通過(guò)控制該機(jī)器人 直到該虛擬工具中心點(diǎn)位于該測(cè)量位置實(shí)現(xiàn)該虛擬工具中心點(diǎn)與該測(cè)量位 置的一致性。
7. 按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過(guò)發(fā)送控制該機(jī)器人 的信號(hào)，使得該機(jī)器人到達(dá)該測(cè)量位置，來(lái)減輕手動(dòng)控制該虛擬工具中心點(diǎn)駛近該測(cè)量位置的難度。
8. 按照權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，該虛擬工具中心點(diǎn) 和該測(cè)量位置的一致性可以以計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)，在此計(jì)算方法中，機(jī)器人程序 的位姿數(shù)據(jù)中包括該虛擬工具中心點(diǎn)和該測(cè)量位置之間的位置差和/或定向差。
9. 按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，通過(guò)自動(dòng)控制該機(jī)器人 直到該虛擬工具中心點(diǎn)位于該測(cè)量位置實(shí)現(xiàn)所述一致性。
10. 按照權(quán)利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，該光切傳感器 用作測(cè)量傳感器。
11. 按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，借助該光切傳感器的 測(cè)量值，確定該測(cè)量位置在該傳感器坐標(biāo)系中的三個(gè)空間坐標(biāo)中的至少兩個(gè) 坐標(biāo)(Y測(cè)量，Z測(cè)量)；并且通過(guò)使在第三個(gè)空間坐標(biāo)方向上延伸通過(guò)該測(cè)量 位置的直線與該光切傳感器的光簾平面相交來(lái)確定第三個(gè)坐標(biāo)值。
12. 按照權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，借助該光切傳感 器的測(cè)量值，確定相對(duì)于該參考構(gòu)件的表面的垂線(Z測(cè)量)；通過(guò)相對(duì)于該測(cè)量位置來(lái)校正該光切傳感器，使得該傳感器坐標(biāo)系的一 個(gè)坐標(biāo)方向(Z傳感器)與該參考構(gòu)件的表面的垂線(Za量)保持一致。
13. 按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該測(cè)量位置位于該參 考構(gòu)件的表面中的線或邊上，并且該光切傳感器的平面光簾繞該參考構(gòu)件的 表面的垂線旋轉(zhuǎn)，直到由該線或邊產(chǎn)生的該光切傳感器的階躍響應(yīng)消失，這 個(gè)定向構(gòu)成第一個(gè)角位置；該光切傳感器反向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到由該線或邊產(chǎn)生的該光切傳感器的階躍響 應(yīng)重新消失，這個(gè)新的定向構(gòu)成第二個(gè)角位置；并且檢測(cè)該第一個(gè)角位置和該第二個(gè)角位置之間的角平分線，使該角平分線 作為相關(guān)的角定向。
14. 具有顯示器的控制裝置，特別用于實(shí)施上述權(quán)利要求之一所述的方 法，其特征在于，該顯示器用于顯示虛擬工具中心點(diǎn)的空間位置。
15. 按照權(quán)利要求14所述的控制裝置，其特征在于，該顯示器用于顯 示測(cè)量傳感器是否處于該參考構(gòu)件的測(cè)量位置附近的空間內(nèi)的信息，在該空 間內(nèi)該測(cè)量傳感器能夠檢測(cè)該測(cè)量位置。
16. 按照權(quán)利要求14或15所述的控制裝置，其特征在于，該顯示器用 于顯示方向信息，該機(jī)器人沿此方向被控制，直到該虛擬工具中心點(diǎn)位于該測(cè)量位置。
17. 按照權(quán)利要求14至16之一所述的控制裝置，其特征在于，該顯示 器用于顯示該虛擬工具中心點(diǎn)何時(shí)能位于該測(cè)量位置的信息。
全文摘要
為了確定光切傳感器的虛擬傳感器工具中心點(diǎn)，即傳感器TCP，本發(fā)明設(shè)計(jì)為，使所述傳感器TCP可與具有已知位置的參考構(gòu)件表面的線上的一點(diǎn)，即所謂的標(biāo)記，保持足夠的空間一致性；確定參考構(gòu)件的表面的垂線；使傳感器的Z方向與參考構(gòu)件的表面的垂線保持一致；并且，確定傳感器相對(duì)于標(biāo)記線按照所限定的對(duì)齊。
文檔編號(hào)B25J9/16GK101282823SQ200680037380
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2006年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日
發(fā)明者托馬斯·科勒 申請(qǐng)人:庫(kù)卡羅伯特有限公司