激光跟踪仪测量法确定机器人基坐标系

试验所用测量设备为美国FARO公司的Xi系列激光跟踪仪，它通过内置的激光干涉器、红外线激光发射器、光靶反射球测量长度，光栅编码器测量水平和仰视角度来实现三维空间物体的测量。3D单点精度在2m范围内为0.033mm，10m范围内不超过0.05mm，可以满足测量精度的要求。为测量大小不同的工件，跟踪仪配套有不同直径的精密反射靶球，且定位误差和反射靶球的大小和位置没有关系。测量时将跟踪仪尽量放置在机器人的附近，以提高测量精度。

试验采用ABB公司的IRB2400机器人，它的基本结构简图如图1所示，是一个6根轴都是回转轴的机器人。根据ABB公司的技术文档，机器人的基坐标系位于机器人的安装基座的中心上，垂直向上为z轴，正前方为x轴。为此用以下的方法来确定机器人的基坐标系。

1）旋转轴1，其他轴的角度保持不变，每隔一定角度运用激光跟踪仪测量机器人末端凸缘盘上固定点的坐标值，根据这些坐标点拟合出一个圆1。

2）旋转轴2，其他轴的角度保持不变，每隔一定角度运用激光跟踪仪测量机器人大臂上一固定点的坐标值，根据这些坐标点拟合出一个平面2。

图1 IRB2400结构简图(www.xing528.com)

3）测量基座所在的平角B。

4）根据圆1的法线和平面B的交点作为原点，平面2和平面B的交线作为x轴，圆1的法线作为z轴，建立机器人的基坐标系。

建立机器人的基坐标系后，通过跟踪仪的测量软件将测量坐标系转移到机器人的基座系上，以后所测量的值都是在机器人基坐标系下的值。