[發(fā)明專利]工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)校準(zhǔn)裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510907574.1
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN105437230B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王業(yè)率;周磊;趙天光
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京博訊知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11593
• 代理人: 柳興坤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)校準(zhǔn)裝置和方法。

背景技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人是工業(yè)自動化系統(tǒng)中重要的部件之一。通常，需要在工業(yè)機(jī)器人的機(jī)器臂上安裝執(zhí)行具體的制造任務(wù)的工具(或稱執(zhí)行器)來進(jìn)行制造。由于工業(yè)機(jī)器人工具直接與加工的對象物體相接觸，工業(yè)機(jī)器人末端工具的坐標(biāo)精度與最終運(yùn)行的效果高度相關(guān)，因此需要提高工業(yè)機(jī)器人末端工具的坐標(biāo)精度。

通常，將工具端部相對于工業(yè)機(jī)器人末端坐標(biāo)系的坐標(biāo)的校準(zhǔn)或標(biāo)定稱為對工具坐標(biāo)校準(zhǔn)。在實(shí)際應(yīng)用中，工具以及夾具的微小變化都會使得工業(yè)機(jī)器人的工具坐標(biāo)不準(zhǔn)確，而工具末端中心點(diǎn)位置的誤差將影響到機(jī)器人工具的位置及姿態(tài)，從而導(dǎo)致應(yīng)用過程中運(yùn)動的偏差，致使具有高精度需求的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用無法順利完成。為了校準(zhǔn)工具坐標(biāo)，通常需要通過人工將工具的末端移動到一個由例如圓錐體尖端標(biāo)識的位置(這一過程通常被稱為“示教”)。由此使得工業(yè)機(jī)器人的控制器能夠計算獲得工具末端的坐標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)對于工具坐標(biāo)的校準(zhǔn)。然而，進(jìn)行人工示教的過程耗時長，且精度得不到保證。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)校準(zhǔn)裝置和方法，以自動的方式來進(jìn)行工具坐標(biāo)校準(zhǔn)中的示教，提高校準(zhǔn)效率和校準(zhǔn)精度。

第一方面，提供一種工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)校準(zhǔn)裝置，包括：

校準(zhǔn)磁場產(chǎn)生裝置，用于固定在所述工業(yè)機(jī)器人的工具上，產(chǎn)生校準(zhǔn)磁場；

檢測裝置，用于在預(yù)定位置沿三個不同坐標(biāo)軸方向檢測所述校準(zhǔn)磁場的強(qiáng)度；以及

控制裝置，與所述檢測裝置和所述工業(yè)機(jī)器人連接，用于控制所述工業(yè)機(jī)器人依次沿三個不同坐標(biāo)軸方向移動到沿對應(yīng)坐標(biāo)軸運(yùn)動時校準(zhǔn)磁場檢測值最大的位置，并控制所述工業(yè)機(jī)器人獲取對應(yīng)的移動參數(shù)，基于所述移動參數(shù)校準(zhǔn)工具坐標(biāo)。

優(yōu)選地，所述檢測裝置包括：

基座；

感應(yīng)線圈；

轉(zhuǎn)動部件，用于將所述感應(yīng)線圈固定于所述基座，并使得所述感應(yīng)線圈能相對于所述基座在兩個轉(zhuǎn)動自由度范圍轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)動部件包括：

第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，與所述基座連接，能以第一轉(zhuǎn)動自由度轉(zhuǎn)動；

第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，與所述感應(yīng)線圈的外框連接，能以第二轉(zhuǎn)動自由度轉(zhuǎn)動；

支撐部件，設(shè)置于所述第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和所述第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)之間。

優(yōu)選地，所述校準(zhǔn)磁場產(chǎn)生裝置包括：

磁體部件，用于產(chǎn)生所述校準(zhǔn)磁場；

固定部件，用于將所述磁體部件與所述工業(yè)機(jī)器人的工具固定連接。

優(yōu)選地，所述固定部件適于調(diào)節(jié)所述磁體部件相對于所述工具的位置。

優(yōu)選地，所述控制裝置用于控制所述工業(yè)機(jī)器人沿第一坐標(biāo)軸方向往復(fù)運(yùn)動，并接收檢測裝置獲取的校準(zhǔn)磁場的檢測值，并控制工業(yè)機(jī)器人移動到檢測裝置在第一坐標(biāo)軸的最大檢測值的對應(yīng)位置，記錄所述工業(yè)機(jī)器人沿第一坐標(biāo)軸方向的移動參數(shù)；

所述控制裝置用于控制所述工業(yè)機(jī)器人以當(dāng)前位置為起點(diǎn)沿第二坐標(biāo)軸方向往復(fù)運(yùn)動，并接收檢測裝置獲取的校準(zhǔn)磁場的檢測值，控制工業(yè)機(jī)器人移動到檢測裝置在第二坐標(biāo)軸的最大檢測值的對應(yīng)位置，記錄所述工業(yè)機(jī)器人沿第二坐標(biāo)軸方向的移動參數(shù)；

所述控制裝置用于控制所述工業(yè)機(jī)器人以當(dāng)前位置為起點(diǎn)沿第三坐標(biāo)軸方向往復(fù)運(yùn)動，并接收檢測裝置獲取的校準(zhǔn)磁場的檢測值，控制工業(yè)機(jī)器人移動到檢測裝置在第三坐標(biāo)軸的最大檢測值的對應(yīng)位置，記錄所述工業(yè)機(jī)器人沿第三坐標(biāo)軸方向的移動參數(shù)。

優(yōu)選地，所述檢測裝置包括：

基座；

感應(yīng)線圈；

轉(zhuǎn)動部件，用于將所述感應(yīng)線圈固定于所述基座，并根據(jù)所述控制裝置控制使得所述感應(yīng)線圈相對于所述基座在兩個轉(zhuǎn)動自由度范圍轉(zhuǎn)動；

所述控制裝置還用于在控制所述工業(yè)機(jī)器人沿坐標(biāo)軸方向往復(fù)運(yùn)動前，控制所述轉(zhuǎn)動部件轉(zhuǎn)動以使得所述感應(yīng)線圈的軸向與對應(yīng)的坐標(biāo)軸方向平行。

優(yōu)選地，所述控制裝置用于重復(fù)多次控制所述工業(yè)機(jī)器人依次沿三個不同坐標(biāo)軸方向移動到沿對應(yīng)坐標(biāo)軸運(yùn)動時校準(zhǔn)磁場檢測值最大的位置，并控制工業(yè)機(jī)器人多組移動參數(shù)，并基于獲取的多組移動參數(shù)進(jìn)行工具坐標(biāo)校準(zhǔn)。

第二方面，提供一種工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)校準(zhǔn)方法，包括：

在所述工業(yè)機(jī)器人的工具上設(shè)置校準(zhǔn)磁場產(chǎn)生裝置，以產(chǎn)生隨工具運(yùn)動的校準(zhǔn)磁場，并在預(yù)定位置設(shè)置檢測裝置以檢測所述校準(zhǔn)磁場；