[發明專利]并聯機器人的零點標定方法

有效

• 申請號: 202210451362.7
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114619487B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 李煥志;張賽;彭冬冬
• 申請（專利權）人: 杭州翼菲機器人智能制造有限公司
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 朱曉熹

本發明公開了并聯機器人的零點標定方法，將三個動力模塊分別安裝到靜平臺上后再整體放置到標定平臺上；測量并調整三個動力模塊位置使標定平臺的上平面與靜平臺平行；將一個上臂沿逆時針旋轉至其硬限位，控制系統檢測并記錄此位置，將上臂順時針旋轉角度α，測量并記錄此時上臂末端的球頭最高點距標定平臺上平面的高度，計算上臂末端的球頭中心點所在位置與該上臂接頭的軸線之間的高度H，計算此時上臂與理論靜平臺平面的角度β，角度(α+β)就是這次標定所要上臂的零點角度；將此數據做標記并填入機器人的控制系統；重復以上步驟完成其余兩個動力模塊的標定。所使用設備價格低，標定過程簡單，容易操作，可實現并聯機器人零點的快速、準確標定。

技術領域

本發明涉及并聯機器人參數標定技術領域，特別涉及并聯機器人的零點標定方法。

背景技術

機器人在制造過程中，各部分零件都會有制造誤差；裝配過程中還會引入裝配誤差。所有的誤差累計，會對最終的成品產生疊加的影響。為了保證機器人的最終精度，需要在裝配完成后對各部分進行精確的標定，以消除或設法補償各種誤差。

目前常用的標定方法，大多采用激光跟蹤儀或工業相機等光學設備。此類設備價格高昂，對于初創公司或者某些大專院校等有檢測需求的單位來說需要有大量的成本支出。

并聯機器人的精度有許多的影響因素。在這眾多的因素中，絕大多數都可以在零件加工過程中，通過保證相關的零件精度，使其對最終精度的影響降低到可接受的范圍。通過精度拆分，最終確定只需對上臂的零點進行精確標定，而其他零件的誤差通過零件加工精度進行保證，就能是最終的精度滿足使用要求。

發明內容

為克服現有技術中存在的問題，本發明提供了一種并聯機器人的零點標定方法。不借助價格高昂的光學設備，而采用市面常見的、廉價的檢測設備，精確標定并聯機器人的上臂零點角度，使機器人的最終精度接近于用激光跟蹤儀進行標定后的精度，滿足絕大多數場景的使用要求。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：該并聯機器人的零點標定方法，標定過程為：將三個動力模塊分別安裝到靜平臺上后再整體放置到標定平臺上；測量并調整三個動力模塊位置使標定平臺的上平面與靜平臺平行；將機器人其中一個上臂沿逆時針旋轉至其硬限位，控制系統檢測并記錄此位置，然后將上臂順時針旋轉角度α，測量并記錄此時上臂末端的球頭最高點距標定平臺上平面的高度，結合上臂接頭的外圓直徑和球頭的直徑計算上臂末端的球頭中心點所在位置與該上臂接頭的軸線之間的高度H，結合上臂長度計算此時上臂與理論靜平臺平面的角度β，角度(α+β)就是這次標定所要上臂的零點角度；

將此數據做標記并填入機器人的控制系統；重復以上步驟完成其余兩個動力模塊的標定。

進一步地，使用高度尺檢測上臂接頭的外圓上母線，通過墊鋼片或者支撐螺栓調節使三個動力模塊上此位置距離標定平臺上表面的高度一致，并記此高度為H1；此時標定平臺的上平面為與靜平臺平行的平面。

進一步地，在動力模塊的控制系統內預先輸入上臂長度L、上臂接頭的外圓直徑D和球頭的直徑d。

進一步地，使用高度尺測量上臂末端的球頭最高點距標定平臺上平面的高度，記為H2；將H1和H2都輸入控制系統，結合上臂接頭的外圓直徑D和球頭的直徑d，計算出上臂末端的球頭中心點所在位置與該上臂接頭的軸線之間的高度H，H＝(H2-d/2)-(H1-D/2)；結合上臂長度L，計算出此時上臂與理論靜平臺平面的角度β＝arcsin(H/L)。

進一步地，當同一上臂末端兩球頭中心點連線與理論靜平臺平面重合時，此時上臂的角度為其零點角度；機器人所有位置的計算，均以此角度為基礎進行計算。

進一步地，理論靜平臺平面為三條上臂的旋轉中心線構成的平面。

進一步地，理論角度誤差δ按如下公式計算：其中δ_檢為檢具高度尺的誤差，δ_臺為鑄鐵平臺的平面度誤差，L為上臂長度。