CN101804640A - 机器人自动回零的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机器人自动回零的方法，包括：1)机器人原点标定；2)清除多圈码盘数据计数器中保存的数据；3)记录单圈绝对码盘旋转数据；4)当所述的绝对码盘的电池电压正常时，机器人根据多圈码盘数据计数器记录的旋转数据完成回零，当绝对码盘的电池电压过低，多圈码盘数据计数器的数据丢失；5)机器人各轴运动至刻度在单圈绝对码盘转动一圈所对应的角度范围内；6)清除多圈码盘数据计数器中所保存的数据；7)计算各当前单圈绝对码盘的数据与记录原点之间的差值；8)机器人的各轴运动至原点位置。本发明的方法仅需要经过一次原点标定，可以一直使用该方法进行自动回原点，不依靠外部设备，稳定、可靠。

Description

机器人自动回零的方法

技术领域

本发明涉及一种机器人自动回零的方法。

背景技术

在现代的加工工艺中，越来越多的加工步骤是通过机器人来完成的，机器人在完成每一个步骤后都需要回归其初始位置(原点)，以对下一个步骤进行加工。

目前，市场上有很多的机器人使用绝对伺服电机做为其驱动单元。绝对伺服电机设置有绝对码盘，绝对码盘由单圈绝对码盘，多圈码盘数据计数器组成成。其中多圈码盘数据计数器需要外部电池供电方能长时间保存数据，如果电池电压过低将则会导致其数据丢失。单圈绝对码盘采用旋转光栅，所以电机的单圈位置是唯一的并且不会因为电池电压过低而丢失的。而由于绝对伺服电机通常是通过多圈码盘数据计数器外接电池保存机器人的运动数据，因此在使用时很不方便，并且经常由于电池的电压过低而造成电机码盘的数据丢失，从而影响机器人的运动精度和安全性。对于多关节串联型机器人，此类特殊结构的机器人也无法在其关节上安装机械或者电子回零器件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人自动回零的方法。

为了达到以上目的，本发明采用的方案是：

一种机器人自动回零的方法，该机器人的外部运动关节由绝对伺服电机驱动旋转，所述的外部运动关节安装在机架上，所述的外部运动关节在所述的绝对伺服电机的驱动下相对于所述的机架旋转，所述的绝对伺服电机包括由单圈绝对码盘、多圈码盘数据计数器组成的绝对码盘，所述的单圈绝对码盘具有光栅刻度，所述的多圈码盘数据计数器由外部电池供电保存数据，该方法按如下步骤进行：

1)、机器人原点标定：在所述的外部运动关节上标定标示线，该标示线随所述的外部运动关节的旋转而一起旋转，在所述的机架上标定一弧形刻度带，该弧形刻度带所对应的弧度值大于等于当单圈绝对码盘转动半圈时所述的标示线相对于机架旋转过的弧度、小于等于当单圈绝对码盘转动一圈时所述的标示线相对于机架旋转过的弧度；

2)、清除所述的多圈码盘数据计数器中所保存的数据；

3)、机器人的外部运动关节在绝对伺服电机驱动下发生旋转，所述的多圈码盘数据计数器自动记录旋转圈数，并记录单圈绝对码盘旋转数据；

4)、机器人回零：当所述的绝对码盘的电池电压正常时，机器人根据多圈码盘数据计数器记录的旋转数据完成回零；当所述的绝对码盘的电池电压过低时，所述的多圈码盘数据计数器的数据丢失，机器人回零时，首先将伺服电机带动所述的外部运动关节回转多个整数圈，直至其上的标示线位于所述的弧形刻度带内停止，清除所述的多圈码盘数据计数器中所保存的数据，记录当前单圈绝对码盘的数据、将所述的外部运动关节再回转过所述的单圈绝对码盘所记录的数据值，此时机器人回零。

优选地，所述的弧形刻度带所对应的弧度值等于当单圈绝对码盘转动一圈时所述的标示线相对于机架旋转过的弧度，在所述的步骤1)的机器人原点标定完成时，所述的标示线指在所述的弧形刻度带的中心位置。

本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明的方法不依赖于机械或者电子传感器，简化了机器人的结构设计，方便机器人本体的制造和组装；该方法操作简单，不依靠外部设备；机器人使用该方法仅需要经过一次原点标定，只要未发生碰撞，或者更换伺服电机，都可以一直使用该方法进行自动回原点，稳定，可靠。

附图说明

附图1为本发明的机器人原点标记位置；

附图2为本发明的工作流程图。

其中：1、机架；2、外部运动关节；3、弧形刻度带；4、标示线。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的具体结构：

如图1所示的机器人的外部运动关节的示意图，在机器人的运动控制中，机器人的各个外部运动关节2由绝对伺服电机所驱动旋转，外部运动关节2安装在机架1上，外部运动关节2在绝对伺服电机的驱动下相对于机架1旋转。伺服电机的旋转圈数由绝对码盘计数。绝对码盘由单圈绝对码盘和多圈码盘数据计数器组成。单圈绝对码盘具有光栅刻度，多圈码盘数据计数器由外部电池供电保存数据。

如附图2所示，该结构的机器人可按照如下方法进行自动回零：

1)、机器人原点标定：在外部运动关节2上标定标示线4，该标示线4随外部运动关节2的旋转而一起旋转，在机架1上标定一弧形刻度带3，该弧形刻度带3所对应的弧度值大于等于当单圈绝对码盘转动半圈时标示线4相对于机架1旋转过的弧度、小于等于当单圈绝对码盘转动一圈时标示线4相对于机架1旋转过的弧度；弧形刻度带3所对应的弧度值最好的是设置成等于当单圈绝对码盘转动一圈时标示线4相对于机架1旋转过的弧度，机器人原点标定完成时，标示线指在弧形刻度带的中心位置。

2)、清除多圈码盘数据计数器中所保存的数据。

3)、机器人的外部运动关节2在绝对伺服电机驱动下发生旋转，多圈码盘数据计数器自动记录旋转圈数，并记录单圈绝对码盘旋转数据。如果有伺服单圈数据接近与0或者最大分辨率，调整伺服安装位置，直到原点在单圈数据中间位置，因为如果在0或者最大分辨率的地方为原点，在进行对齐标示的时候肯定是以刻度在中点附近进行标示的，这样容易导致产生1圈的误差，所以最好是在单圈数据的中间位置，这样可以减少误差。

4)、机器人回零：当绝对码盘的电池电压正常时，机器人根据多圈码盘数据计数器记录的旋转数据完成回零；当绝对码盘的电池电压过低时，多圈码盘数据计数器的数据丢失，机器人回零时，首先将伺服电机带动外部运动关节2回转多个整数圈，直至其上的标示线4位于弧形刻度带3内停止，清除多圈码盘数据计数器中所保存的数据，记录当前单圈绝对码盘的数据、将外部运动关节2再回转过单圈绝对码盘所记录的数据值，此时机器人回零。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种机器人自动回零的方法，该机器人的外部运动关节由绝对伺服电机驱动旋转，所述的外部运动关节安装在机架上，所述的外部运动关节在所述的绝对伺服电机的驱动下相对于所述的机架旋转，所述的绝对伺服电机包括由单圈绝对码盘、多圈码盘数据计数器组成的绝对码盘，所述的单圈绝对码盘具有光栅刻度，所述的多圈码盘数据计数器由外部电池供电保存数据，其特征在于：该方法按如下步骤进行：

1)、机器人原点标定：在所述的外部运动关节上标定标示线，该标示线随所述的外部运动关节的旋转而一起旋转，在所述的机架上标定一弧形刻度带，该弧形刻度带所对应的弧度值大于等于当单圈绝对码盘转动半圈时所述的标示线相对于机架旋转过的弧度、小于等于当单圈绝对码盘转动一圈时所述的标示线相对于机架旋转过的弧度；

2)、清除所述的多圈码盘数据计数器中所保存的数据；

3)、机器人的外部运动关节在绝对伺服电机驱动下发生旋转，所述的多圈码盘数据计数器自动记录旋转圈数，并记录单圈绝对码盘旋转数据；

4)、机器人回零：当所述的绝对码盘的电池电压正常时，机器人根据多圈码盘数据计数器记录的旋转数据完成回零；当所述的绝对码盘的电池电压过低时，所述的多圈码盘数据计数器的数据丢失，机器人回零时，首先将伺服电机带动所述的外部运动关节回转多个整数圈，直至其上的标示线位于所述的弧形刻度带内停止，清除所述的多圈码盘数据计数器中所保存的数据，记录当前单圈绝对码盘的数据、将所述的外部运动关节再回转过所述的单圈绝对码盘所记录的数据值，此时机器人回零。

2.根据权利要求1所述的机器人自动回零的方法，其特征在于：所述的弧形刻度带所对应的弧度值等于当单圈绝对码盘转动一圈时所述的标示线相对于机架旋转过的弧度，在所述的步骤1)的机器人原点标定完成时，所述的标示线指在所述的弧形刻度带的中心位置。

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