[發明專利]工業機器人校準方法

無效

• 申請號: 200910058098.5
• 申請日: 2009-01-09
• 公開（公告）號: CN101524842A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 谷菲
• 申請（專利權）人: 成都廣泰實業有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所
• 代理人: 王 荔

技術領域

本發明涉及一種設備的校準方法，具體涉及機器人的校準方法。

背景技術

工業機器人，分為通用及專用，一般指用于機械制造業中代替人完成具有大批量、高質量要求的工作，如汽車制造、摩托車制造、艦船制造、某些家電產品(電視機、電冰箱、洗衣機)、化工等行業自動化生產線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統的搬運、包裝、碼垛等作業的機器人。工業機器人容易實現生產過程的完全自動化，提高產品的生產效率及質量，但是工業機器人在空間準確定位是其能夠正常可靠工作的基本要求。一般情況下，工業機器人出廠時或者在更換大型機械設備時均需要對其基準參考點進行效準。在2008年8月13日公開的CN200810008968.3專利申請文件中，就公開了一種機器人的校準方法。該方法需要進行手動編程，采用攝像機的跟蹤，精度不高。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供一種高精度的工業機器人校準方法。。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

工業機器人校準方法，工業機器人關節能在J1軸、J2軸、J3軸、J4軸、J5軸、J6個軸上移動，使用激光跟蹤儀系進行測量，按照如下流程進行：

步驟1分別將J1軸、J2軸、J3軸、J4軸、J5軸、J6軸各軸，保持其他軸零位姿態，從負限位移至正限位，再由正限位移至負限位；

步驟2在角坐標下X，Y，Z每一個坐標，機器人由零位開始以手臂末端為控制對象，沿直角坐標走，行程大于1米，移動由直角坐標的負方向到正方向，再回到負方；

步驟3設定一點為測試原點，記為C0；以C0為參考點，用激光跟蹤儀建立基于原點的測試坐標系{C}；

步驟4分別將J1軸、J2軸、J3軸、J4軸、J5軸、J6軸各軸，保持其他軸零位姿態，從負限位移至正限位，再由正限位移至負限位，用激光跟蹤儀測試機器人末端法蘭盤中心在測試坐標系{C}中的坐標；

步驟5在{C}中，分別將J1軸、J2軸、J3軸、J4軸、J5軸、J6軸各軸，將保持其他軸零位姿態，從負限位移至正限位，再由正限位移至負限位在其軸和下軸之間確定三點，三點之間的角度大于30度，用激光跟蹤儀跟蹤其的曲線圓弧，記錄下順時針方向測得的位置坐標和逆時針方向測得向測得的位置坐標；

步驟6將測量得到的數據輸入計算出J1軸、J2軸、J3軸、J4軸、J5軸、J6軸各軸中心線在{C}中的方向；

步驟7計算J1軸、J2軸、J3軸、J4軸、J5軸、J6軸各軸旋轉中心點；

步驟8計算各軸中心點的平均值，得到J1軸、J2軸、J3軸、J4軸、J5軸、J6軸各軸中心線在{C}中的位置；

步驟9計算空間中J1軸、J2軸、J3軸、J4軸、J5軸、J6軸各軸線間的夾角和距離；

步驟10將以上處理得到的數據與機器人的理論參數值進行對比，為機器人做校準。

更進一步的技術方案是步驟3到步驟10進行多次重復進行多次校準。

更進一步的技術方案是步驟6至步驟9用MATHLAB數學軟件進行計算。

與現有技術相比，本發明的有益效果是測試精度高，步驟簡單，能方便的完成工業機器人的校準。

具體實施方式

本發明的計算中，采用如下模型來進行計算。

模型一采取如下方法確定機器人任意一個軸的旋轉中軸線在{C}中的方向。

模型建立：以J1軸為例：測量得到數據DA1＝[X1?Y1?Z1]；由于X1＝[x1?x2x3…xn]’；Y1＝[y1?y2?y3…yn]’；Z1＝[z1?z2?z3…zn]’；在DA1中任取三行數據作為單位樣本。設現有：SDA1＝[L1?L2?L3]’；其中L1＝[x1?y1z?1]；L2＝[x2y2z2]；L3＝[x3y3z3]；

構空間向量：

L2L1＝OL1-OL2＝[(x1-x2)(y1-y2)(z1-z2)]；

L2L3＝OL3-OL2＝[(x3-x2)(y3-y2)(z3-z2)]；

求垂直兩向量的方向：

ADIR＝L2L1×L2L3＝|i??????j??????k??????|

??????????????????|(x1-x2)(y1-y2)(z1-z2)|

??????????????????|(x3-x2)(y3-y2)(z3-z2)|；

??????????????????＝adiri+adirj+adirk；

模型二采取如下方法找出各軸旋轉中心點。

求旋的中心點：