随着制造业自动化程度的不断加深,工业机器人的应用越来越普遍。在工业机器人工作过程中,面对不同的工作条件需要频繁地更换末端工具,并且加工过程中的振动与碰撞会导致工具的实际位置发生变化,因此需要在每次工作前重新对工具的实际位置进行标定,以保证机器人加工系统的精度。工具校准能保证加工过程中工具实际运动轨迹的准确性,因此工具校准技术对机器人的应用具有重要作用。为了实现机器人工具坐标系的自动标定,本文主要进行了以下工作:首先详细阐述了目前被广泛使用的多点标定法,总结了这类方法的优缺点,基于此本文提出了一种基于激光位移传感器的工具坐标系标定新方法,并详细描述了这种工具坐标系标定方法的原理与步骤,并论述了该方案实现标定过程自动化的可行性。基于MD-H运动学建模,利用激光跟踪仪对实验所用的机器人进行本体标定以获得机器人的准确运动学模型。然后在搭建的自动标定系统上进行工具坐标系标定实验,通过实验验证了本文提出的自动标定方案的可行性与标定精度,并详细叙述了该工具坐标系标定方案的实验细节。根据本文提出的工具坐标系标定方法,搭建了机器人工具坐标系自动标定的硬件系统,并开发了相应的软件,完整的自动标定系统理论上可以实现工具坐标系的自动标定。本文在进行工具坐标系标定实验时采用了一个标定针进行标定,通过实验验证了工具坐标系自动标定的可行性。同时定性地验证了该标定系统的准确度。