一種用于機器人視覺校準的校準器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工業(yè)機器人技術領域，尤其涉及一種用于機器人坐標系與視覺系統(tǒng)坐標系進行校準的校準器。
【背景技術】
[0002]在數(shù)控折彎機等機器人上下料系統(tǒng)中，機器人抓取工件的精度直接影響了產品的質量。為保證抓取精度，在實際生產中，對于尺寸較小的工件多采用定位板。機器人在抓取工件后先把工件放在一個固定的定位板上定位，得到精確抓取位置后，再精確抓取工件。
[0003]但在抓取尺寸較大的工件時，由于較大的定位板設置不方便，多采用機器人視覺系統(tǒng)，對板件的對角拍照后自動計算出精確抓取點。
[0004]在機器人視覺系統(tǒng)中，要使機器人精確抓取工件，首先要使工業(yè)智能相機的坐標系與機器人的坐標系建立起聯(lián)系，包括相機坐標系的像素點單位與機器人坐標系的實際尺寸單位之間的尺寸比例關系，以及相機坐標軸與機器人坐標軸的位置偏移量和角度偏移量。
[0005]現(xiàn)階段常用的校準技術有以下兩種:
[0006]一個已有技術[I]，見康耐視In-Sight視覺軟件說明書，其校準步驟如下:
[0007]I)在紙上打印四個黑色圓環(huán)，四個圓環(huán)的圓心連線組成一個矩形，矩形的長寬根據工業(yè)相機的拍照范圍選取(約50mmX7Omm左右)。
[0008]2)把印有四個黑色圓環(huán)的紙放在合適拍照的位置，讓裝有智能工業(yè)相機的機器人移動到拍照位置，對圓環(huán)圖拍照得到圖像，記錄下此時機器人的校準件拍照位置X，Y坐標值(稱為工位1)，和圖像一起都輸入In-Sight視覺軟件的作業(yè)模板電子表格。
[0009]3)對拍照得到的圓環(huán)圖像在In-Sight軟件的作業(yè)模板中的利用電子表格軟件的“模型區(qū)域”和“查找區(qū)域”進行處理，得到4個圓環(huán)尺寸和中心點的像素坐標數(shù)據。
[0010]4)把裝在機器人手腕T軸旋轉中心的頂尖依次移動到4個圓環(huán)中心點，分別記下4個圓環(huán)中心點的機器人X，Y坐標值。然后填入In-Sight視覺軟件的作業(yè)模板電子表格中。視覺軟件就自動建立起拍照位置相機坐標系與機器人之間的對應聯(lián)系關系，完成校準。
[0011]這種方法實際上是4次肉眼觀測誤差的疊加。
[0012]另一個已有技術[2]，見康耐視In-Sight視覺軟件相關說明文檔，其校準步驟如下:
[0013]I)把I個圓形工件或打印有I個黑色圓環(huán)的紙放在合適拍照的位置
[0014]讓裝有智能工業(yè)相機的機器人移動到拍照位置，對圓形工件或圓環(huán)圖拍照得到圖像I，記錄下此時機器人的拍照位置坐標值(稱為工位I )，和圖像一起都輸入In-Sight視覺軟件的作業(yè)模板電子表格進行處理。
[0015]2)把裝在機器人手腕T軸旋轉中心的頂尖移動到圓形零件或圓環(huán)中心點，記下圓形零件或圓環(huán)中心點的機器人X，Y坐標值XI，Y1。然后填入In-Sight視覺軟件的作業(yè)模板電子表格中進行處理。
[0016]3)沿著機器人直角坐標系，把機器人分別移動到(XI+Λ X，Yl)，(XI, Yl+Δ Y),(Xl+Λ X，Yl+Λ Y)位置拍照，分別成為圖像2，圖像3，圖像4。四個圖像和XI，Υ1，ΔΧ, ΔΥ值都輸入In-Sight視覺軟件的作業(yè)模板電子表格。
[0017]4)經處理后視覺軟件就自動建立起拍照位置相機坐標系與機器人之間的對應聯(lián)系關系，完成校準。
[0018]這種方法計算兩個坐標系間尺寸單位比例的精度比第一種高，但2個坐標系之間的位置誤差和偏移角度的誤差仍然要由肉眼校準決定。且要對四個圖像進行處理，比較繁瑣。
[0019]機器人在校準后，就可以對實際工件的標準件的兩個對角位置(分別稱為工位2和工位3)進行拍照，把工位2和工位3拍照位置的機器人X，Y坐標值填入In-Sight視覺軟件的作業(yè)模板電子表格中，In-Sight視覺軟件對兩個工件對角位置圖像(即工位2和工位3圖像)進行處理后，自動計算出抓取點坐標，并通過網絡線傳輸?shù)綑C器人。
[0020]從以上已有技術看，已有技術[I]和[2]都采用安裝在機器人手腕T軸旋轉中心的頂尖通過肉眼對準校準圖像圓環(huán)中心點的方法，得到同一個點在相機和機器人兩個不同坐標系中的位置，然后通過4個圓環(huán)中心點連線距離和方向角度在兩個坐標系中的值，自動計算出兩個坐標系之間的尺寸比例和坐標系偏差。由于都需要通過移動機器人用頂尖對準圓心進行校準，難免因肉眼的隨機誤差(約0.1mm-0.3_)，造成機器人視覺抓取時的誤差。由于每次工件校準誤差大小和坐標方向都不一樣，也難于通過軟件進行補償。

【發(fā)明內容】

[0021]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于機器人視覺校準的校準器。
[0022]本實用新型采用的技術方案是:
[0023]一種用于機器人視覺校準的校準器，其包括校準板和校準桿，校準桿包括上桿、下桿和底座，上桿的一端和下桿的一端可分離對中連接；標準板上設有四個校準圓環(huán)，校準圓環(huán)與標準板的板底色具有色差，校準圓環(huán)的圓環(huán)中心點連線構成一個標準矩形，標準板的一側邊上設有一個V型槽，校準板與V型槽相對的另一側邊上設有滑槽，校準桿的上桿與滑槽滑動配合，V型槽的中心線和滑槽的中心線與標準矩形的同一側邊的延長線重合。
[0024]所述上桿和下桿通過莫氏錐度可分離對中連接。
[0025]所述上桿的另一端設有與機器人手腕T軸旋轉的中心配合連接的連接頭。
[0026]所述下桿的另一端設有凸臺，所述凸臺設有一磁性壓板，下桿的另一端通過磁性壓板固定于底座上。
[0027]所述滑槽具有導向喇叭口，滑槽的寬度與上桿的外徑相等。
[0028]所述滑槽內滑動設有一個帶V型凹槽的滑塊，上桿與V型凹槽滑動配合，V型槽的中心線、滑槽的中心線和V型凹槽的中心線與標準矩形的同一側邊的延長線重合。
[0029]本實用新型采用以上技術方案，消除了肉眼對準圓心時產生的誤差。具有如下優(yōu)點:(I)校準器采用數(shù)控銑床一次裝夾加工，校準器的精度由數(shù)控機床加工精度得到保證。(2)即使有微小誤差，由于是固定的系統(tǒng)誤差，也很容易通過軟件補償予以消除。(3)另一個優(yōu)點是由于不需要肉眼觀測并反復點動微調機器人移動頂尖，分別對準4個標準圓環(huán)的圓心(或肉眼對準I個標準圓環(huán)的圓心，分別4次拍照輸入圖像并處理)，大大提高了校準的速度。
【附圖說明】
[0030]以下結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細說明；
[0031]圖1本實用新型一種用于機器人視覺校準的校準器的標準桿的結構示意圖；
[0032]圖2本實用新型一種用于機器人視覺校準的校準器的標準板實施例一的結構示意圖；
[0033]圖3本實用新型一種用于機器人視覺校準的校準器的標準板實施例二的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034]如圖1