[發(fā)明專利]機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)及機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)方法

有效

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• 申請日: 2015-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN105364924B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王業(yè)率;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(hào): B25J9/10
• 分類號(hào): B25J9/10;B25J9/16
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 李海建

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)及機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

目前，工業(yè)機(jī)器人已成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備在全球得到廣泛應(yīng)用。在工業(yè)機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用中，為了減少實(shí)際操作中的誤差，機(jī)器人精度需要有合適的方法或系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)提高。

工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)需要根據(jù)三維空間中的起始坐標(biāo)以及終點(diǎn)坐標(biāo)確定運(yùn)動(dòng)軌跡，從而進(jìn)行軌跡規(guī)劃。在軌跡規(guī)劃后，通過運(yùn)動(dòng)控制模塊控制、驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的動(dòng)作實(shí)施模塊。機(jī)器人所工作的目標(biāo)的位置與姿態(tài)可以將機(jī)械臂移動(dòng)到工作空間中一個(gè)從未示教過的點(diǎn)，稱為計(jì)算點(diǎn)。到達(dá)計(jì)算點(diǎn)的精度即為機(jī)械臂的定位精度。機(jī)械臂的定位精度受到重復(fù)精度的影響，同時(shí)也受到機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中參數(shù)精度的影響。D-H(Denavit-Hartenberg，矩陣)參數(shù)中的誤差將會(huì)引起逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中關(guān)節(jié)角的計(jì)算誤差。因此，機(jī)械臂的定位精度通常比較差，且變化相當(dāng)大。

在工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)涉及到許多需要高精度的應(yīng)用環(huán)境，例如微電子、醫(yī)療、精密加工等等。在這些情況下，對工業(yè)機(jī)器人定位精度的校準(zhǔn)尤其重要。一方面，需要利用標(biāo)定技術(shù)對工業(yè)機(jī)器人精度作進(jìn)一步的提高；另一方面，需要對研發(fā)設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行工作精度的相關(guān)檢測，以量化工業(yè)機(jī)器人工作的可靠性與穩(wěn)定性。

機(jī)器人的零點(diǎn)校準(zhǔn)方法主要有三種方式。第一種，使用三坐標(biāo)測量儀或者激光干涉儀進(jìn)行坐標(biāo)定位，然后通過對坐標(biāo)方程及標(biāo)定方程進(jìn)行更大計(jì)算量的計(jì)算進(jìn)行零點(diǎn)位置校準(zhǔn)，測量的精度較高，但是測量過程較為繁瑣，效率不高；第二種，在各關(guān)節(jié)進(jìn)行零位對準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，加入定位插銷進(jìn)行校準(zhǔn)，該方法精度較低；第三種，將高精度傳感器裝在機(jī)器人本體上，然后進(jìn)行零點(diǎn)的標(biāo)定，該方法易于安裝、設(shè)計(jì)，但是傳感器較為精密，安裝過程中會(huì)引入誤差導(dǎo)致零點(diǎn)位置不精確。

因此，如何提高校準(zhǔn)效率及精度，是本技術(shù)領(lǐng)域人員亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)，提高校準(zhǔn)效率及精度。本發(fā)明還公開了一種機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括機(jī)器人，還包括校準(zhǔn)裝置；

所述校準(zhǔn)裝置包括用于支撐所述機(jī)器人的支撐板；設(shè)置于所述支撐板上，用于定位所述機(jī)器人的基座位置的定位裝置；設(shè)置于所述支撐板上的支撐柱；設(shè)置于所述支撐柱上，用于檢測所述機(jī)器人的校準(zhǔn)部位的校準(zhǔn)傳感器；

所述機(jī)器人的校準(zhǔn)部位設(shè)置有校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)為圓錐校準(zhǔn)孔。

優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述定位裝置包括設(shè)置于所述支撐板上的支撐柱及定位傳感器；

所述基座的定位位置設(shè)置有定位結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述定位結(jié)構(gòu)為圓錐定位孔。

優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述定位傳感器的數(shù)量均為兩個(gè)，分別為相互垂直的第一定位傳感器及第二定位傳感器；

所述定位結(jié)構(gòu)的數(shù)量為兩個(gè)，分別為用于與所述第一定位傳感器相對設(shè)置的第一定位結(jié)構(gòu)及用于與所述第二定位傳感器相對設(shè)置的第二定位結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述定位傳感器與所述支撐柱一一對應(yīng)。

優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述機(jī)器人還包括依次通過軸關(guān)節(jié)連接的第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿(45)及末端法蘭，所述第一連桿與所述基座通過軸關(guān)節(jié)連接；

所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述第二連桿上的第一校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及設(shè)置于所述第四連桿上的第二校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；

所述校準(zhǔn)傳感器包括與所述第一校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置的第一校準(zhǔn)傳感器及與所述第二校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置的第二校準(zhǔn)傳感器。

優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，還包括設(shè)置于所述末端法蘭上的定位輔助塊；

所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置于所述定位輔助塊上的第三校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及第四校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，所述第三校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)與所述第四校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的中心線相互垂直；

所述校準(zhǔn)傳感器包括與所述第三校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置的第三校準(zhǔn)傳感器及與所述第四校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)對應(yīng)設(shè)置的第四校準(zhǔn)傳感器。

優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述校準(zhǔn)傳感器與所述支撐柱一一對應(yīng)。

本發(fā)明還提供了一種機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)方法，應(yīng)用如上述任一項(xiàng)所述的機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)；包括步驟：

1)確保校準(zhǔn)裝置的支撐板水平設(shè)置，將機(jī)器人定位設(shè)置于所述支撐板上；