[發明專利]一種七軸機器人的零位標定方法

有效

• 申請號: 201711456485.5
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN109968347B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 王宏玉;徐方;鄒風山;張中泰;張鋒;唐忠華
• 申請（專利權）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

本發明實施例公開了一種七軸機器人的零位標定方法。本發明實施例中所提供的七軸機器人的零位標定方法，僅需單獨標定第一軸、第二軸、第四軸、第六軸和第七軸五個軸的零位，第三軸的零位通過第二軸的擬合圓與第四軸的擬合圓來進行確定，第五軸的零位通過第四軸和第六軸的擬合圓來確定，從而減少了第三軸和第五軸單獨進行零位標定的時間，有效地提高了七軸機器人的零位標定效率。

技術領域

本發明涉及機器人標定的技術領域，具體涉及一種七軸機器人的零位標定的方法。

背景技術

機器人的零位標定是離線編程技術實用化的關鍵技術之一，所謂標定就是應用先進測量手段或幾何約束等并基于模型的參數辨識方法辨識出準確的機器人模型參數，從而提高機器人的絕對精度。

目前，機器人的零位標定方法主要包括兩類方法。第一類方法為運動學模型標定法，運動學模型標定方法通常四大步驟：建立描述機器人幾何特性和運動性能的數學模型；測量機器人末端執行器在世界坐標系下的多點位置坐標；辨識機器人關節角與其末端執行器末點位置之間的函數關系；修改控制器參數使理論值與實際值之間誤差最小。第二類方法為機器人自標定的方法，機器人自標定的方法只借助于機器人內部傳感器來對其運動學模型進行標定，機器人自標定的方法通常采用施加物理約束或增加冗余傳感器來實現。

上述的機器人的兩種零位標定方法已經廣泛應用在六軸機器人上。當采用上述兩種零位標定方法在七軸機器人上，需要對七軸機器人的每一個軸都標定一遍才能算出零位，標定的時間較長，標定的效率過低。

因此，針對現有七軸機器人的零位標定方法，急需一種減少標定時間和提高標定效率的七軸機器人的零位標定方法。

發明內容

針對現有七軸機器人的零位標定方法所存在的問題，本發明實施例提出一種七軸機器人的零位標定方法。在該方法中，僅需單獨標定第一軸、第二軸、第四軸、第六軸和第七軸五個軸的零位，第三軸的零位通過第二軸的擬合圓與第四軸的擬合圓來進行確定，第五軸的零位通過第四軸和第六軸的擬合圓來確定，從而有效地減少了兩個軸單獨零位標定的時間，提高了七軸機器人的零位標定效率。

該七軸機器人的零位標定方法的具體方案如下：一種七軸機器人的零位標定方法，包括以下步驟：采用直接標定方法確定七軸機器人的第一軸的零位；采用直接標定方法確定七軸機器人的第二軸的零位；采用直接標定方法確定七軸機器人的第四軸的零位；采用直接標定方法確定七軸機器人的第六軸的零位；采用直接標定方法確定七軸機器人的第七軸的零位；轉動七軸機器人的第二軸，并記錄所述第二軸擬合出來的第一圓；轉動七軸機器人的第四軸，并記錄所述第四軸擬合出來的第二圓；根據所述第一圓和所述第二圓在Y軸方向上的軸線關系，判斷七軸機器人的第三軸的零位；轉動七軸機器人的第六軸，并記錄所述第六軸擬合出來的第三圓；根據所述第二圓和所述第三圓在Y軸方向上的軸線關系，判斷七軸機器人的第五軸的零位。

優選地，若所述第一圓和所述第二圓在Y軸方向上軸線存在夾角，則需對第三軸的零位進行補償，所述夾角的數值即為第三軸所需要進行零位補償的數值；若所述第一圓和所述第二圓在Y軸方向上軸線平行，則第三軸的零位無需補償。

優選地，若所述第二圓和所述第三圓在Y軸方向上軸線存在夾角，則需對第五軸的零位進行補償，所述夾角的數值即為第五軸所需要進行零位補償的數值；若所述第二圓和所述第三圓在Y軸方向上軸線平行，則第五軸的零位無需補償。

優選地，所述直接標定法采用激光跟蹤儀進行零位的標定。

優選地，所述直接標定法包括以下步驟：測量七軸機器人的基本坐標系與激光跟蹤儀的基本坐標系之間的轉換關系；測量七軸機器人的末端執行器的實際位置；對所測量的實際位置的數據進行數據處理以獲得誤差參數；將所述誤差參數補償至七軸機器人的運動模型中，獲得相應軸的零位。

優選地，所述激光跟蹤儀的測量精度高于所述七軸機器人的標定精度。