[發明專利]一種基于高精度三維空間定位系統的多軸機器人

在審

• 申請號: 201910908002.3
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110497417A
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 李宏達;程宏寶
• 申請（專利權）人: 李宏達
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00;G01B11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于高精度三維空間定位系統的多軸機器人，包括高精度三維空間定位系統、多軸機器人、終端控制系統；所述三維空間定位系統包括高精度定位探針、激光定位基站、定位輔助模塊；所述多軸機器人包括末端軸和機器人本體；終端控制系統處理坐標信息，控制機器人的加工軌跡。該發明使用低成本毫米級定位系統從外部對機器人工具中心點進行毫米級精準定位可形成閉環控制，使機器人精度更加準確可靠。

技術領域

本發明涉及多軸機器人空間定位領域。

背景技術

隨著柔性化生產在智能制造領域的需求越來越迫切，基于多軸機器人的應用逐漸開始普及。目前此類多軸機器人多采用示教編程，雖然精度在一定范圍能得到保證，但操作復雜，需要專業操作人員花費大量時間進行程序編寫、檢測，而且難以對復雜的運動軌跡進行編程。少數大公司會使用激光跟蹤儀對多軸機器人進行標定，采用離線編程方案來實現高精度的軌跡跟蹤，但是這種方案成本極其高昂，難以大規模普及。此外，隨著時間的推移，關節磨損、溫差變化、受力變化等各種因素影響，原先標定的參數發生變化，機器人的精度會發生惡化，影響工作質量。

發明內容

一種基于高精度三維空間定位系統的多軸機器人，包括高精度三維空間定位系統、多軸機器人、終端控制系統；

所述高精度三維空間定位系統，包括高精度定位探針、激光定位基站與定位輔助模塊，激光定位基站放置在多軸機器人周圍，發出激光信號；定位輔助模塊位于末端軸上。

所述激光定位基站包括激光發射部件和編碼控制器，激光發射部件可發射面激光，編碼控制器可對激光發射部件進行編碼，可編入角度和激光發射部件序號。

所述多軸機器人包括末端軸和機器人本體，末端軸可以根據實際生產需求更換不同型號。

所述終端控制系統處理使用工具及機器人坐標信息，控制機器人的加工軌跡。

所述定位輔助裝置上安裝有多個傳感器，用以接收激光發射裝置所發射的激光，根據激光信號坐標以及使用工具的三維數據，即可得出使用工具的中心端點。

所述的一種基于高精度三維空間定位系統的多軸機器人，高精度定位探針上安裝多個傳感器可接收激光信號，可對使用工具中心點坐標進行標定校準。

附圖說明

圖1為是本發明的結構圖。

具體實施方式

一種基于高精度三維空間定位系統的多軸機器人，包括高精度三維空間定位系統、多軸機器人、終端控制系統。

所述多軸機器人包括末端軸和機器人本體，末端軸上連接使用工具可根據不同生產需求進行切換。

所述三維空間定位系統包括高精度定位探針、激光定位基站、定位輔助模塊。

所述激光定位基站放置在機器人周圍區域，定位輔助模塊固定在末端軸上，定位輔助模塊上的傳感器接收激光定位基站發出的激光，從而計算出多軸機器人的使用工具中心點精確位置并獲得多軸機器人使用工具的姿態，終端控制系統獲得多軸機器人的工具中心點精確位置和多軸機器人使用工具的姿態信息從而實現對多軸機器人的閉環控制。

所述高精度定位探針獲得待加工工件的多個特征點在高精度定位系統下的精確位置坐標，終端控制系統獲得位置信息，并通過結合多個特征點的位置信息與待加工工件的三維模型，可將待加工工件在工作坐標系下的精確位置與姿態顯示在多軸機器人所在虛擬環境中。

當終端控制系統得到待加工工件在工作坐標系下的精確位置與姿態信息后，終端控制系統會結合三維圖形上在待加工軌跡自動取點進而得出加工軌跡與使用工具對應的姿態，并進行軌跡優化生成最優加工軌跡，提高工作效率。在虛擬環境中進行仿真，觀察多軸機器人使用工具的運動軌跡與姿態，有問題作微調修改。