[發(fā)明專利]機(jī)器人工具中心點(diǎn)的傳感校正方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110356649.3
• 申請(qǐng)日: 2011-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN103101060A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱隆恩;武勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): B25J19/00
• 分類號(hào): B25J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)器人的校正方法，尤其涉及一種工業(yè)機(jī)器人工具中心點(diǎn)(Tool?Center?Point，以下簡(jiǎn)稱TCP)的傳感校正方法。

背景技術(shù)

機(jī)器人技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，例如自動(dòng)裝配、焊接等。通過在機(jī)器人末端安裝不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（例如氣動(dòng)爪或治具）來完成各種作業(yè)任務(wù)，而執(zhí)行機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確度直接影響著機(jī)器人的操作精度。即機(jī)器人工具坐標(biāo)系中TCP的準(zhǔn)確度成為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作的重要指標(biāo)。

在安裝執(zhí)行機(jī)構(gòu)后，通常需要知道TCP相對(duì)于基礎(chǔ)工具坐標(biāo)系的準(zhǔn)確坐標(biāo)值。然而，由于人工裝配執(zhí)行機(jī)構(gòu)、機(jī)器人本身結(jié)構(gòu)或是機(jī)器人自定義的工具坐標(biāo)系都會(huì)存在有一定誤差，導(dǎo)致機(jī)器人TCP存在一定誤差。利用人工手動(dòng)進(jìn)行修正時(shí)，比較費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且誤差比較大。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述內(nèi)容，有必要提供一種校正精確度高且校正簡(jiǎn)單的機(jī)器人的TCP傳感校正方法。

一種機(jī)器人工具中心點(diǎn)的傳感校正方法，用于準(zhǔn)確確定機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工具中心點(diǎn)的實(shí)際位置，該工具中心點(diǎn)的實(shí)際位置裝設(shè)有傳感器，該機(jī)器人配合一個(gè)輔助測(cè)量工具實(shí)現(xiàn)校正，該機(jī)器人包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及控制該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的控制器，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)末端驅(qū)動(dòng)軸，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)裝設(shè)在該末端驅(qū)動(dòng)軸上，該機(jī)器人建立有基礎(chǔ)工具坐標(biāo)系，該輔助測(cè)量工具包括一個(gè)平面及一個(gè)斜面，該斜面與水平面之間的夾角為α，包括以下步驟:A、將執(zhí)行機(jī)構(gòu)與該斜面相對(duì)，傳感器測(cè)量出此時(shí)該傳感器至該斜面的距離H1；B、在機(jī)器人的實(shí)際工具中心點(diǎn)位置附近設(shè)立預(yù)估工具中心點(diǎn)，以預(yù)估工具中心點(diǎn)為原點(diǎn)建立預(yù)估工具坐標(biāo)系，預(yù)估坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸分別為W、V、U，其中U軸垂直于水平面，V軸投影于該斜面時(shí)為在該斜面的同一高度上，預(yù)估工具中心點(diǎn)在基礎(chǔ)坐標(biāo)系中的位置為P0，實(shí)際工具中心點(diǎn)位置在基礎(chǔ)坐標(biāo)系中為P1，P1與P0之間的位置偏差為ΔP（Δw，Δv，Δu）；C、控制器控制該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)該執(zhí)行機(jī)構(gòu)繞步驟B中的預(yù)估工具坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸U旋轉(zhuǎn)180度，該末端驅(qū)動(dòng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，得到實(shí)際工具中心點(diǎn)位置的坐標(biāo)變?yōu)镻2，傳感器測(cè)量出此時(shí)該傳感器至該斜面的距離H2，得出Δw=|H1-H2|×tanα/2，從而得出Δw的值；D、修改控制器中預(yù)估工具中心點(diǎn)的參數(shù)，使預(yù)估工具中心點(diǎn)補(bǔ)償該偏差Δw，將修改后的預(yù)估工具中心點(diǎn)設(shè)為新的預(yù)估工具中心點(diǎn)，建立新的預(yù)估工具坐標(biāo)系，新的預(yù)估工具坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸分別為W1、V1、U1，其中U1軸垂直于水平面，V1軸投影于該斜面時(shí)為在該斜面的同一高度上；E、控制器控制該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)該執(zhí)行機(jī)構(gòu)繞坐標(biāo)軸U1旋轉(zhuǎn)90度，該末端驅(qū)動(dòng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)，得到實(shí)際工具中心點(diǎn)位置的坐標(biāo)變?yōu)镻₃，傳感器測(cè)量出此時(shí)該傳感器至該斜面的距離H3，得出Δv=|H1-H3|×tanα；F、修改控制器中預(yù)估工具中心點(diǎn)的參數(shù)，使預(yù)估工具中心點(diǎn)補(bǔ)償該偏差Δv，將修改后的預(yù)估工具中心點(diǎn)設(shè)為新的預(yù)估工具中心點(diǎn)，建立新的預(yù)估工具坐標(biāo)系，將執(zhí)行機(jī)構(gòu)與工具的平面相對(duì)，傳感器測(cè)量出此時(shí)該傳感器至該平面的距離H4；G、控制器控制該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)該執(zhí)行機(jī)構(gòu)繞基礎(chǔ)工具坐標(biāo)系中平行于水平面的軸旋轉(zhuǎn)θ度，末端驅(qū)動(dòng)軸同時(shí)轉(zhuǎn)到θ度，得到實(shí)際工具中心點(diǎn)位置的坐標(biāo)變?yōu)镻₄，傳感器測(cè)量出此時(shí)該傳感器至該斜面的距離H5，如果P1在步驟F中預(yù)估坐標(biāo)系的第一、四象限時(shí)，得出Δu=（H4-H5×cosθ）/（cosθ-1），如果P1在步驟F中預(yù)估坐標(biāo)系的第二、三象限時(shí)，得出Δu=（H5×cosθ-H4）/（cosθ-1），從而得出Δu的值；H、將得出的偏差ΔP（Δw，Δv，Δu）與允許的最大值偏差值相比較，若偏差ΔP小于或等于允許的最大偏差值則完成坐標(biāo)校正，若偏差ΔP大于允許偏差范圍的最大值，則進(jìn)行步驟I；I、重復(fù)步驟A~H直至完成坐標(biāo)校正。