机械臂的各种标定

在工程中，同时使用工具坐标系标定、工具手标定和手眼标定的概念、目的和作用如下：

1. 工具坐标系标定

概念：
工具坐标系标定是指确定工具相对于机器人坐标系的位置和姿态关系的过程。它涉及到工具中心点（TCP）的确定，即工具操作的参考点。

目的：

• 提高机器人的定位精度和操作准确性。
• 实现对工具的精准控制，提高生产效率和产品质量。

作用：

• 方便手动操纵和编程调试，将机器人的控制点转移到工具末端。
• 确立工具的TCP点，方便调整工具状态。
• 确定工具进给方向，方便工具位置调整。

2. 工具手标定

概念：
工具手标定是指使用工具手末梢对准在空间上一固定点，选取一定数量的点计算出工具尺寸及姿态的过程。它涉及到六轴串联多关节机器人的工具尺寸和姿态的精确测量。

目的：

• 确定工具相对于机器人末端执行器的位姿（位置和方向）。
• 确保机器人能够准确地控制工具末端到达预定位置。

作用：

• 对于需要绕X、Y、Z轴进行姿态旋转的工具操作，工具手标定是必需的。
• 通过标定，可以计算出工具相对于机器人末端的确切位置和方向，这对于执行精确操作（如焊接、打磨）至关重要。

3. 手眼标定

概念：
手眼标定是指确定相机坐标系与机器人坐标系之间的位姿关系，包括两种：eye in hand（相机安装在机械臂末端）和eye to hand（相机安装在机械臂外侧）。

目的：

• 在机械臂抓取时，需要知道抓取目标与机械臂之间的位置关系。
• 使用相机获得抓取目标的位置，并将其转换到机械臂坐标系中，以实现精确的抓取和操作。

作用：

• 建立相机与机器人之间的坐标转换关系，以便将相机捕获的物体位置信息准确地映射到机器人操作的坐标系中。
• 提升机器人的精确性和稳定性，使其在复杂环境下执行精确的抓取和操作任务。

联系

这三种标定技术在实际应用中是相互关联的。工具坐标系标定和工具手标定主要关注工具相对于机器人的位置和姿态，而手眼标定则关注相机（视觉系统）与机器人之间的相对位置。在视觉引导的机器人应用中，手眼标定提供了从相机坐标系到机器人坐标系的转换，而工具坐标系标定和工具手标定则确保了机器人能够根据这个转换准确地控制工具末端。三者共同作用，使得机器人系统能够实现精确的视觉引导操作。