(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210417510.3 (22)申请日 2022.04.20 (71)申请人 无锡信捷电气股份有限公司 地址 214000 江苏省无锡市滨湖区胡埭工 业园北区刘塘路9号 (72)发明人 陈宗民　过志强　 (74)专利代理 机构 无锡经诚知识产权代理事务 所(普通合伙) 32504 专利代理师 丁雨燕 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种激光视觉引导机器人自动焊接手眼标 定方法 (57)摘要 本发明涉及视觉机器人自动焊接技术领域， 具体是一种激光视觉引导机器人自动焊接手眼 标定方法， 包括步骤(1)设计一个带有三个标定 点的三维标定板， 确定焊接模型； 步骤(2)根据所 述标定点及所述焊接模型， 进行标定板坐标系与 机械手基坐标系之间的变换矩阵的标定； 步骤 (3)移动机械手通过线激光传感器采集投射到所 述三维标定板上的线激光标定线， 得到标定特征 点， 完成手眼标定。 本方法操作简单， 标定精度较 高， 适合现场快速标定， 完全满足自动引导焊接 的精度需求。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 114670203 A 2022.06.28 CN 114670203 A 1.一种激光视 觉引导机器人自动焊接手眼标定方法， 其特 征在于， 包括： 步骤(1)设计一个带有三个标定点的三维标定 板， 确定焊接模型； 步骤(2)根据所述标定点及所述焊接模型， 进行标定板坐标系与机械手基坐标系之间 的变换矩阵的标定； 步骤(3)移动机械手通过线激光传感器采集投射到所述三维标定板上的线激光标定 线， 得到标定特 征点， 完成手眼标定 。 2.根据权利要求1所述的一种激光视觉引导机器人自动焊接手眼标定方法， 其特征在 于， 步骤(1)所述焊接模型为： 设定机械手基坐标系为Ob‑xbybzb， 设定机械手末端坐标系为Oe‑xeyeze； 设定标定板坐标 系为Oc‑xcyczc， 设定线激光传感器坐标系为Ol‑xlylzl， 则： 所述机械手末端坐标系到所述机械手基坐标系的转换矩阵为 可通过读取机械手的 控制器获得； 所述标定 板坐标系到所述机 械手基坐标系的转换矩阵为 所述线激光传感器坐标系到所述机 械手末端坐标系的转换矩阵为Tle； 设P为焊缝上的一点， 其在激光传感器中的坐标为pl， 则P在机械手基坐标系中的坐标pb 有： 3.根据权利要求2所述的一种激光视觉引导机器人自动焊接手眼标定方法， 其特征在 于， 所述步骤(2)具体为： 设定三个标定点在所述标定板坐标系中的坐标分别为 将焊枪的端点分别对 准标定点得到标定点在基坐标系中的坐标 标定 定义坐标系Ot‑xtytzt， 该坐标系的原点位于标定点 坐标系的方向与基坐标 系的方向一 致， 则标定点在Ot‑xtytzt中的坐标为： 机械手基坐标系Ob‑xbybzb与标定板坐标系Ot‑xtytzt之间的位移关系为： 标定板坐标系Ot‑xtvtzt与标定板坐标系OC‑xcyczc之间的旋转关系为： 因此有： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114670203 A 2由式(6)可以得到关于 旋转矩阵R＝[r1 r2 r3]的第一列r1和第二列r2的参数方程： 设： r＝[r1， r2， r4， r5， r6， r7]T， 有： 根据旋转矩阵列向量的正交性， 可以得到r3： 在得到 之后， 由式(5)得到 4.根据权利要求3所述的一种激光视觉引导机器人自动焊接手眼标定方法， 其特征在 于， 所述步骤(3)具体为： 调整机械手的姿态使线激光与 标定板上的标定线对齐， 然后变换机械手姿态采集激光 标定线， 采集到的激光标定线与标定 板之间的关系； 设定 为激光线的两个端点， 其在线激光传感器坐标系中的坐标由传感器直接获 得， 两个端点之间的距离为 L： 则有端点在标定 板坐标系中的坐标 设当前机械手的姿态为 根据 可以得到端点在末端坐标系中的坐标 重复标定线采集过程n次， 可以得到 和 设手眼关系为 则有：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114670203 A 3