[發明專利]一種一體化關節七軸機器人的零位標定方法

有效

• 申請號: 201911364022.5
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN113043264B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 袁博;徐方;張鋒;鄒風山;劉偉;王洪陽
• 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

本發明涉及機器人技術領域，特別涉及一種一體化關節七軸機器人的零位標定方法；本發明先將距離傳感器和標定板安裝在機器人上；再調整機器人姿態，使距離傳感器對準所述標定板的孔位，進行第一次標定；而后將機器人的第2、4、6軸分別轉動一定角度，記錄此時機器人的各軸關節值X₇；然后調整機器人姿態，通過轉動機器人的各軸，使機器人處于步驟2中的機器人姿態的對稱姿態，記錄此時機器人的各軸關節值Y₇；最后將Y₇減去X₇，得到機器人各軸的角度差值，得到平均值，將之作為誤差對機器人的姿態進行補正，再進行標定；本發明在標定過程中只存在兩個標準姿態，簡化了標定過程僅通過簡單的減法與除法即可完成，提高了標定效率。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，特別涉及一種一體化關節七軸機器人的零位標定方法。

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。隨著機器人行業的發展，出現了不同于傳統六軸機器人的一體化關節七軸機器人，現有的快速標定方法，計算繁瑣，并且需要配套的軟件支持，標定過程比較復雜，標定的時間較長，標定的效率過低。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種一體化關節七軸機器人的零位標定方法，在標定過程中只存在兩個標準姿態，簡化了標定過程，后期僅通過簡單的減法與除法即可完成，精簡力計算過程，提高了標定效率，降低了標定成本。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種一體化關節七軸機器人的零位標定方法，其中，包括如下步驟：

步驟S1、將距離傳感器和標定板安裝在機器人上；

步驟S2、調整機器人姿態，使所述距離傳感器對準所述標定板的孔位，將此時的機器人姿態作為參考姿態，設定參考姿態下機器人此時的各軸規定關節角度值為(0，a₁，0，a₂，0，a₃，0)，進行第一次標定；

步驟S3、將機器人的第2、4、6軸分別轉動2*a₁、2*a₂、2*a₃的角度，記錄此時機器人的各軸關節值X₇；

步驟S4、調整機器人姿態，通過轉動機器人的各軸，使機器人處于步驟2中的機器人姿態的對稱姿態，記錄此時機器人的各軸關節值Y₇；

步驟S5、將步驟S4內機器人的各軸關節值Y₇減去步驟S3內機器人的各軸關節值X₇，得到機器人各軸的角度差值，再取平均，得到機器人各軸的角度差的平均值，將機器人各軸的角度差的平均值作為誤差對機器人的姿態進行補正，再進行第二標定，即完成標定。

作為本發明的一種改進，在步驟S1內，將三個所述距離傳感器安裝在夾具上，所述夾具安裝在機器人的手臂上，所述標定板安裝在機器人的底部且面對所述夾具。

作為本發明的進一步改進，在步驟S5內，補正方向需要根據機器人運動的正方向進行判定。