本发明属于计量校准，涉及一种工业机器人的运动距离测量装置及校准方法。
背景技术：
1、工业机器人在自动化生产中扮演着非常重要的角色，然而在机器人的使用过程中，由于工件尺寸、装配、形变、磨损等的误差产生使得机器人的精度无法满足作业需求，导致机器人任务的完成质量降低。因此提高工业机器人的位姿精度，对机器人进行误差模型参数值的修正是非常有必要的。
2、目前，工业机器人校准中一般都采用激光跟踪仪对机器人末端位姿进行测量，激光跟踪仪虽然校准精度较高，但是价格昂贵，不适合市面上多数小型企业的使用。而视觉相关的测量设备或者拉线式测量系统虽然成本相对较低，但是存在测量精度较低，无法满足机器人校准要求。另外，如中国专利公布号cn 118305794 a公开一种机器人校准装置及方法，该校准装置需要通过手动调整导轨上的滑块将标准球紧靠在球座上才能实现测量两个标准球之间的距离，操作不便、依赖于对装置使用的熟练度，且接触式测量容易产生磨损。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术的不足，提供了一种工业机器人的运动距离测量装置及校准方法。
2、第一方面，本发明提供了一种工业机器人的运动距离测量装置，包括运动距离测量组件和支撑三脚架，两者之间通过测量杆连接；
3、所述运动距离测量组件包括六个激光位移传感器和两个安装支架；
4、每个安装支架上分别安装三个激光位移传感器；其中垂直安装的激光位移传感器，其测量线方向向上；两个水平放置的激光位移传感器，其测量线与安装支架顶部位于同一个平面且两个测量线的夹角为90°；三个激光位移传感器测量线两两相互垂直且交于一点。
5、第二方面，本发明提供了一种工业机器人的校准方法，具体是：
6、步骤1、控制工业机器人末端工具移动至运动距离测量装置第一测量坐标系原点附近，记录此时激光位移传感器第一测量值、六个关节的第一名义关节角；
7、基于名义齐次变换矩阵和第一名义关节角，获得末端工具在基坐标系下的第一名义三维坐标值；
8、步骤2、控制工业机器人移动末端标准球至运动距离测量装置第二测量坐标系原点附近，记录此时激光位移传感器第二测量值、六个关节的第二名义关节角；
9、基于名义齐次变换矩阵和第二名义关节角，获得末端工具在基坐标系下的第二名义三维坐标值；
10、步骤3、基于第一名义三维坐标值和第二名义三维坐标值获得末端工具在基坐标系下的名义距离值；
11、基于激光位移传感器第一测量值和激光位移传感器第二测量值获得实际测量距离值；
12、步骤4、每调节运动距离测量装置位姿一次，重复步骤1至步骤3，共调节运动距离测量装置位姿m次，获得m次测量结果；
13、步骤5、基于实际测量距离值与名义距离值之间的差值，建立连续两点之间距离误差模型；
14、步骤6、采用优化算法进行参数辨识，获得实际运动学误差参数值并将该误差参数值载入工业机器人控制器中完成距离误差校准。
15、本发明相较于传统的采用激光跟踪仪的校准方法，具有成本低、测量精度高、易于携带的优点，能够满足机器人校准要求。此外，相较于接触式测量装置，非接触式不存在在使用过程中因磨损导致装置本身出现误差而造成机器人校准失败的问题，能够更好的保障工业机器人的正常工作。
1.一种工业机器人的校准方法，其特征在于该方法步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人的校准方法，其特征在于：所述名义齐次变换矩阵采用以下方式获得：
3.根据权利要求2所述的一种工业机器人的校准方法，其特征在于：所述的连续两点之间距离误差模型：
4.根据权利要求3所述的一种工业机器人的校准方法，其特征在于：所述的误差参数向量由误差齐次变换矩阵获得。
5.根据权利要求2所述的一种工业机器人的校准方法，其特征在于：还包括基于所述相邻关节的误差齐次变换矩阵和机器人末端工具坐标系相对于基坐标系的名义齐次变换矩阵，获得机器人末端工具坐标系相对于基坐标系的实际齐次变换矩阵；
6.根据权利要求5所述的一种工业机器人的校准方法，其特征在于：所述位置误差矩阵：
7.一种工业机器人的运动距离测量装置，应用于权利要求1-6中任一项所述的方法，包括运动距离测量组件和支撑三脚架，两者之间通过测量杆连接，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种工业机器人的运动距离测量装置，其特征在于，还包括以三个激光位移传感器的激光束交点为原点，远离激光位移传感器方向为轴线方向分别建立第一测量坐标系、第二测量坐标系。
9.根据权利要求7或8所述的一种工业机器人的运动距离测量装置，其特征在于，采用三坐标测量机对该运动距离测量装置进行标定，从而提高其测量精度。
10.根据权利要求9所述的一种工业机器人的运动距离测量装置，其特征在于，采用bp神经网络标定运动距离测量组件的距离误差。
