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使用焊接机器人时,为什么一定要建立坐标系

在焊接机器人离线编程系统中，为了准确、快速地完成一批工件的焊接任务，需要对工件坐标系进行标定。目前，焊接机器人常用的标定方法有两种。一种是用激光跟踪仪、坐标测量仪等一些昂贵的设备进行精确测量，但是成本高，操作繁琐。另一种方法是快速校准法，不需要昂贵的设备。主要有几种方法:清华大学的张文增等人提出了一种借助焊接机器人自带编码器的数据和坐标变换关系，快速标定工件坐标系的方法。该方法只需示教不共线的三个点，求解焊接机器人自身编码器的对应值，实现焊接机器人工件坐标系的快速标定。校准程序如图5所示。操纵焊接机器人使刀具的端点分别接触M1、M2和M3，记录焊接机器人到达这三点时各轴的脉冲数，通过坐标转换计算完成标定。

其中，焊枪坐标系相对于焊接机器人基座坐标系的变换矩阵可以通过对焊接机器人的刀具坐标系进行标定得到；标定板坐标系相对于焊枪坐标系的变换矩阵可以通过标定工件坐标系得到。通过摄像机外参考标定，可以得到表示摄像机坐标系相对于标定板坐标系的变换矩阵，从而实现焊接机器人视觉系统的标定。这种标定方法精度高，但操作过程复杂，在实际应用中有很多限制。基于以上缺点，学者们发展了一种自标定方法。该方法不需要使用已知的标定参照物，只需要通过控制摄像机的运动获得多幅图像来确定内部参数，可以明显简化标定过程。自标定方法有三种:一种是控制摄像机只旋转来标定相关参数；另一种是控制摄像机只做平移运动来标定相关参数；还有一种校准方法来控制相机的平移和旋转。

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