CN102806560A - 一种可自动消除机器人运动累积误差的方法 - Google Patents
一种可自动消除机器人运动累积误差的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102806560A CN102806560A CN2012103033351A CN201210303335A CN102806560A CN 102806560 A CN102806560 A CN 102806560A CN 2012103033351 A CN2012103033351 A CN 2012103033351A CN 201210303335 A CN201210303335 A CN 201210303335A CN 102806560 A CN102806560 A CN 102806560A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- robot
- accumulated error
- actual
- joint
- theoretical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可自动消除机器人运动累积误差的方法，解决了现有技术中消除机器人工作误差时，需停止机器人工作，阻断了加工作业的连续性，降低了机器人生产加工的高效性和精确度的问题。该方法包括以下步骤：（1）通过视觉检测算法得出机器人每个关节的实际位置关系以及实际旋转角度的实际信息；（2）通过轨迹规划算法，以原运动轨迹为基准得出机器人每个关节的理论位置关系以及理论旋转角度信息；（3）将步骤（1）所得的实际信息与步骤（2）所得的理论信息进行比较，得到机器人的累积误差值；（4）将所述累积误差值自动加载入运动控制程序中，并根据该累积误差值对每一个关节进行位置补偿，从而完成在线零位校准。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种消除运动误差的方法，具体的说，是一种可自动消除机器人运动累积误差的方法。
背景技术
机器人主要用以夹取被加工工件，其作为生产加工的一种辅助设备，应用十分广泛。一般地，机器人工作时，都需事先把需要运动的轨迹和动作进行示教或编程，然后机器人按照预先设定的程序运动。但是，机器人工作一段时间之后都会存在累积误差，致使机器人的实际运动轨迹与理论运动轨迹出现偏移。为了消除累积误差，一般是让机器人停止工作，并对其零位进行重新定位，以纠正其运动轨迹上的偏差，这样就不可避免的阻断了加工作业的连续性，以至于严重影响了生产加工的高效性和精确度。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种可自动消除机器人运动累积误差的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种可自动消除机器人运动累积误差的方法，包括以下步骤：
（1）通过视觉检测算法得出机器人每个关节的实际位置关系以及实际旋转角度的实际信息；
（2）通过轨迹规划算法，以原运动轨迹为基准得出机器人每个关节的理论位置关系以及理论旋转角度信息；
（3）将步骤（1）所得的实际信息与步骤（2）所得的理论信息进行比较，得到机器人的累积误差值；
（4）将所述累积误差值自动加载入运动控制程序中，并根据该累积误差值对每一个关节进行位置补偿，从而完成在线零位校准。
具体的说，所述步骤（1）的具体方法为：首先，在机器人本体的每个关节上均标注目标点；
然后，实时拍摄机器人的工作图像；
最后，根据所得图像，通过图像处理算法分析得出所有目标点的实际位置坐标，根据所有目标点的实际位置坐标，即可得出每个关节的实际位置关系以及实际旋转角度信息。
其中，所述目标点数目至少为一个，且目标点的选取以能反映出每个关节的运动位置为原则。
进一步的，所述步骤（2）的具体方法为：以机器人的理论尺寸、零点位置为基础，通过对机器人的原运动轨迹进行运动轨迹分析，从而得到机器人每个关节的理论位置关系以及理论旋转的角度。
更进一步的，所述步骤（4）中的位置补偿为反向补偿。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明通过视觉检测算法得到机器人运动时，某一特定时刻所有目标点的实际位置坐标，并根据所有目标点的实际位置坐标得出机器人每个关节的实际位置关系，然后与计算出来的理论位置关系进行比较，得到机器人的累积误差，并自动对其运动控制程序进行误差补偿纠正，该方法有效地避免了现有技术中需停止机器人工作，再进行零位重新定位的缺陷，实现了机器人运动轨迹在线零位校准，保证了生产加工作业的连续性和高效性；
（2）本发明将视觉检测算法和轨迹规划算法相结合，通过对机器人每个关节的实际位置关系与理论位置关系进行对比，得出累积误差值并加载入机器人运动控制程序中，然后由计算机程序自动补偿，其补偿精度远远高于人工补偿，从而在保证无间断连续作业的同时，提高了机器人加工作业的精度。
附图说明
图1为本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
机器人在加工作业中，其运动轨迹由预先设定好的运动控制程序控制，一般地，机器人工作一段时间后，会偏移原运动轨迹，致使机器人与工件位置难以始终保持一致。为了不影响加工作业，因此，需要对机器人的零位进行重新定位，消除机器人运动的累积误差。现有技术中的零位校准需要先关闭机器人，使其停止工作后再进行零位校准，这样就导致了加工作业间断，影响加工作业的连续性和高效性。本发明针对现有技术的缺陷，基于机器人的运动实际上就是每个关节的运动的实质特点，另辟思路，通过创造性的劳动，在不改变、不增加额外设备的前提下，将视觉检测算法和轨迹规划算法相结合使用，设计了一种可自动消除机器人运动累积误差的方法，其原理如图1所示；其中，视觉检测算法和轨迹规划算法均为现有技术，在此不作累述，前者用以检测机器人每个关节的实际位置关系，后者用以推算机器人每个关节的理论位置关系，然后将二者相对比，得到二者之间的差值，即前述的累积误差，最后将该累积误差导入原运动控制程序中，对程序中每个关节进行重新定位，在不关闭机器人的前提下，完成在线零位校准，完全避免了现有技术中零位校准需关闭机器人的缺陷，从而保证了生产加工作业的连续性和高效性。
为了使得本发明的技术方案公开更加充分，在此详细说明本发明所采用技术方案的具体步骤，该步骤如下：
一、通过视觉检测算法得出机器人每个关节的实际位置关系以及实际旋转角度的实际信息；
二、通过轨迹规划算法，以原运动轨迹为基准得出机器人每个关节的理论位置关系以及理论旋转角度的理论信息；
三、将步骤一所得的实际信息与步骤二所得的理论信息进行比较，得到机器人的累积误差值；
四、将所述累积误差值自动加载入运动控制程序中，并根据该累积误差值对每一个关节进行位置补偿，从而完成在线零位校准。
众所周知，机器人的基本结构是由若干关节连接组成的，机器人的任何动作都需要依靠每个关节间的相互协作完成，若能明确出每个关节的实际位置关系，即可反映出机器人的整体位置关系。因此，本实施例中，在机器人本体的每个关节上均标注特征点，为了方便说明，在此将该特征点命名为目标点，目标点的选择可为一个、二个、三个，甚至更多，以可以反映出每个关节的运动位置为原则，作为一种优选方式，每个关节标注一至二个为最佳。机器人运动（工作）时，拍摄其运动过程中任意时刻的图像，然后根据图像处理算法，分析得出每个目标点的实际位置坐标，进而可以得到每个关节的实际位置关系以及实际旋转角度的实际信息。
另外，以机器人的理论尺寸、零点位置为基础，通过对机器人的原运动轨迹进行运动轨迹分析，从而得到机器人每个关节的理论位置关系以及理论旋转的角度。值得说明的是，理论信息和实际信息的获得是两个并列的步骤，二者之间并没有严格的先后顺序。
在获得每个关节的实际信息和理论信息后，二者之间相互对比可得出每个关节相对于理论位置的偏差值，即累积误差值，偏差值的单位可以根据实际情况采用适应于位置计算的单位，其可以是角度，也可以是脉冲数，将该偏差值带入到运动控制程序中，对运动控制程序中每个关节的所有目标位置均反向补偿该偏差值，比如：第一关节的偏差值是5，超前了5个单位，则第一关节的所有目标位置都减少5个单位，这样就可以保证关节每个要运动到的目标位置都是按照原运动轨迹的理论位置，从而完成在线零位校准。
按照上述实施例，即可很好的实现本发明。
Claims (5)
1.一种可自动消除机器人运动累积误差的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）通过视觉检测算法得出机器人每个关节的实际位置关系以及实际旋转角度的实际信息；
（2）通过轨迹规划算法，以原运动轨迹为基准得出机器人每个关节的理论位置关系以及理论旋转角度信息；
（3）将步骤（1）所得的实际信息与步骤（2）所得的理论信息进行比较，得到机器人的累积误差值；
（4）将所述累积误差值自动加载入运动控制程序中，并根据该累积误差值对每一个关节进行位置补偿，从而完成在线零位校准。
2.根据权利要求1所述的一种可自动消除机器人运动累积误差的方法，其特征在于，所述步骤（1）的具体方法为：
首先，在机器人本体的每个关节上均标注目标点；
然后，实时拍摄机器人的工作图像；
最后，根据所得图像，通过图像处理算法分析得出所有目标点的实际位置坐标，根据所有目标点的实际位置坐标，即可得出每个关节的实际位置关系以及实际旋转角度信息。
3.根据权利要求2所述的一种可自动消除机器人运动累积误差的方法，其特征在于，所述目标点数目至少为一个，且目标点的选取以能反映出每个关节的运动位置为原则。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种可自动消除机器人运动累积误差的方法，其特征在于，所述步骤（2）的具体方法为：以机器人的理论尺寸、零点位置为基础，通过对机器人的原运动轨迹进行运动轨迹分析，从而得到机器人每个关节的理论位置关系以及理论旋转角度。
5.根据权利要求4所述的一种可自动消除机器人运动累积误差的方法，其特征在于，所述步骤（4）中的位置补偿为反向补偿。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210303335.1A CN102806560B (zh) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | 一种可自动消除机器人运动累积误差的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210303335.1A CN102806560B (zh) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | 一种可自动消除机器人运动累积误差的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102806560A true CN102806560A (zh) | 2012-12-05 |
| CN102806560B CN102806560B (zh) | 2014-08-06 |
Family
ID=47230514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210303335.1A Expired - Fee Related CN102806560B (zh) | 2012-08-24 | 2012-08-24 | 一种可自动消除机器人运动累积误差的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102806560B (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105522576A (zh) * | 2014-10-27 | 2016-04-27 | 广明光电股份有限公司 | 机器手臂自动再校正的方法 |
| CN105759720A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-13 | 中南大学 | 基于计算机视觉的机械手跟踪定位在线识别与纠偏方法 |
| CN106233214A (zh) * | 2014-04-22 | 2016-12-14 | Abb瑞士股份有限公司 | 补偿机器人运动偏差 |
| CN106584464A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-04-26 | 重庆大学 | 一种捕获轨迹试验中解耦机构的飞行器模型传动链误差补偿方法 |
| CN108081255A (zh) * | 2016-11-23 | 2018-05-29 | 广州汽车集团乘用车有限公司 | 一种机器人零点校准方法及装置 |
| CN108117024A (zh) * | 2016-11-30 | 2018-06-05 | 楚天科技股份有限公司 | 高速灌装机械手跟踪定位偏差在线识别与纠偏方法 |
| CN108319300A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-24 | 深圳市雷赛软件技术有限公司 | 执行机构的运行控制方法及装置 |
| CN109454639A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-12 | 广东人励智能工程有限公司 | 一种智能制造生产线中机器人臂调整的方法及系统 |
| CN109821707A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-31 | 佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院 | 一种喷涂机器人的自动补喷方法及其喷涂机器人 |
| CN109905847A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-18 | 长安大学 | Gnss盲区智能车辅助定位系统累积误差的协同校正系统及方法 |
| CN111189577A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-22 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 传感器标定及数据测量方法、装置、设备、存储介质 |
| CN112959323A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-15 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种机器人运动误差在位检测与补偿方法及设备 |
| CN113524262A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-10-22 | 太仓中科信息技术研究院 | 摄像机器人虚实融合精度优化装置和方法 |
| CN114454216A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-10 | 云鲸智能(深圳)有限公司 | 机器人的精度检测方法、装置、机器人及存储介质 |
| CN115157272A (zh) * | 2022-09-08 | 2022-10-11 | 山东芯合机器人科技有限公司 | 一种基于视觉扫描的自动化编程系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1033590A (zh) * | 1987-07-28 | 1989-07-05 | 布莱阿姆青年大学 | 机器人误差矫正装置和方法 |
| US20050246062A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-03 | Andreas Keibel | Method for controlling a machine, particularly an industrial robot |
| US20050273202A1 (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-08 | Rainer Bischoff | Method and device for improving the positioning accuracy of a manipulator |
| CN101239469A (zh) * | 2007-02-05 | 2008-08-13 | 发那科株式会社 | 机器人机构的校准装置及方法 |
| JP2011110628A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Idec Corp | ロボット制御システムおよびロボット制御方法 |
| CN102135776A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-07-27 | 解则晓 | 基于视觉定位的工业机器人控制系统及其控制方法 |
| CN102581445A (zh) * | 2012-02-08 | 2012-07-18 | 中国科学院自动化研究所 | 机器人的视觉实时纠偏系统和纠偏方法 |
-
2012
- 2012-08-24 CN CN201210303335.1A patent/CN102806560B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1033590A (zh) * | 1987-07-28 | 1989-07-05 | 布莱阿姆青年大学 | 机器人误差矫正装置和方法 |
| US20050246062A1 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-03 | Andreas Keibel | Method for controlling a machine, particularly an industrial robot |
| US20050273202A1 (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-08 | Rainer Bischoff | Method and device for improving the positioning accuracy of a manipulator |
| CN101239469A (zh) * | 2007-02-05 | 2008-08-13 | 发那科株式会社 | 机器人机构的校准装置及方法 |
| JP2011110628A (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-09 | Idec Corp | ロボット制御システムおよびロボット制御方法 |
| CN102135776A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-07-27 | 解则晓 | 基于视觉定位的工业机器人控制系统及其控制方法 |
| CN102581445A (zh) * | 2012-02-08 | 2012-07-18 | 中国科学院自动化研究所 | 机器人的视觉实时纠偏系统和纠偏方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 郑彦兴、韦庆、常文森: "机器人人装配任务重误差的视觉校正", 《机器人 ROBOT》, vol. 23, no. 5, 30 September 2001 (2001-09-30), pages 446 - 449 * |
| 黄晨华、张铁、谢存禧: "工业机器人位姿误差建模与仿真", 《华南理工大学学报》, vol. 37, no. 8, 31 August 2009 (2009-08-31), pages 65 - 70 * |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106233214A (zh) * | 2014-04-22 | 2016-12-14 | Abb瑞士股份有限公司 | 补偿机器人运动偏差 |
| CN106233214B (zh) * | 2014-04-22 | 2019-04-12 | Abb瑞士股份有限公司 | 补偿机器人运动偏差 |
| CN105522576A (zh) * | 2014-10-27 | 2016-04-27 | 广明光电股份有限公司 | 机器手臂自动再校正的方法 |
| CN105759720A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-07-13 | 中南大学 | 基于计算机视觉的机械手跟踪定位在线识别与纠偏方法 |
| CN108081255A (zh) * | 2016-11-23 | 2018-05-29 | 广州汽车集团乘用车有限公司 | 一种机器人零点校准方法及装置 |
| CN108117024B (zh) * | 2016-11-30 | 2020-11-13 | 楚天科技股份有限公司 | 高速灌装机械手跟踪定位偏差在线识别与纠偏方法 |
| CN108117024A (zh) * | 2016-11-30 | 2018-06-05 | 楚天科技股份有限公司 | 高速灌装机械手跟踪定位偏差在线识别与纠偏方法 |
| CN106584464A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-04-26 | 重庆大学 | 一种捕获轨迹试验中解耦机构的飞行器模型传动链误差补偿方法 |
| CN106584464B (zh) * | 2016-12-31 | 2019-11-12 | 重庆大学 | 一种捕获轨迹试验中解耦机构的飞行器模型传动链误差补偿方法 |
| CN108319300A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-24 | 深圳市雷赛软件技术有限公司 | 执行机构的运行控制方法及装置 |
| CN109454639A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-03-12 | 广东人励智能工程有限公司 | 一种智能制造生产线中机器人臂调整的方法及系统 |
| CN109821707A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-05-31 | 佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院 | 一种喷涂机器人的自动补喷方法及其喷涂机器人 |
| CN109905847A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-06-18 | 长安大学 | Gnss盲区智能车辅助定位系统累积误差的协同校正系统及方法 |
| CN111189577A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-22 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 传感器标定及数据测量方法、装置、设备、存储介质 |
| CN112959323A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-15 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种机器人运动误差在位检测与补偿方法及设备 |
| CN112959323B (zh) * | 2021-03-02 | 2022-03-11 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种机器人运动误差在位检测与补偿方法及设备 |
| CN113524262A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-10-22 | 太仓中科信息技术研究院 | 摄像机器人虚实融合精度优化装置和方法 |
| CN114454216A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-05-10 | 云鲸智能(深圳)有限公司 | 机器人的精度检测方法、装置、机器人及存储介质 |
| CN114454216B (zh) * | 2022-03-07 | 2023-10-10 | 云鲸智能(深圳)有限公司 | 机器人的精度检测方法、装置、机器人及存储介质 |
| CN115157272A (zh) * | 2022-09-08 | 2022-10-11 | 山东芯合机器人科技有限公司 | 一种基于视觉扫描的自动化编程系统 |
| CN115157272B (zh) * | 2022-09-08 | 2022-11-22 | 山东芯合机器人科技有限公司 | 一种基于视觉扫描的自动化编程系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102806560B (zh) | 2014-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102806560B (zh) | 一种可自动消除机器人运动累积误差的方法 | |
| CN107901041B (zh) | 一种基于图像混合矩的机器人视觉伺服控制方法 | |
| CN102785246A (zh) | 一种可实现自动轨迹修正的机器人标定方法 | |
| CN109352217B (zh) | 一种小组立机器人在线自动焊接设备及焊接作业方法 | |
| CN109159151A (zh) | 一种机械臂空间轨迹跟踪动态补偿方法和系统 | |
| CN104722926A (zh) | 一种机器人三维激光自动切割系统及其切割方法 | |
| CN110756359B (zh) | 一种基于视觉的自动喷涂装置及方法 | |
| CN105983802B (zh) | 一种焊接机器人控制系统和方法 | |
| CN110888422B (zh) | 一种二维跟踪的机器人喷涂编程方法 | |
| CN103587719A (zh) | 平板件的全自动钻铆定位方法 | |
| CN103737603B (zh) | 一种流水线上机械臂精确控制系统及控制方法 | |
| CN105643627A (zh) | 机器人运动控制的增益调整装置及方法 | |
| Xu et al. | Industrial robot base assembly based on improved Hough transform of circle detection algorithm | |
| CN107486860A (zh) | 一种工程机械机械臂的控制方法 | |
| CN106141810A (zh) | 机器人操作下筒状工件内腔加工壁厚的保证方法 | |
| CN105415363A (zh) | 位移装置、机器人及机器人奇异点处理方法 | |
| CN204790503U (zh) | 基于机器人的ccd自动对位组装系统 | |
| CN105345813B (zh) | 一种基于广义坐标的机械手高精度定位方法 | |
| CN204585243U (zh) | 一种无动力关节臂结构 | |
| CN108544508B (zh) | 基于自主学习的机器人自动编程方法及系统 | |
| CN110181490A (zh) | 多轴同步操作器及其控制系统 | |
| CN110842926A (zh) | 机器人精准定位系统 | |
| CN110315542A (zh) | 一种工业机器人的多轴运动控制方法 | |
| CN109483541A (zh) | 一种基于分解速度规划算法的移动物体抓取方法 | |
| CN117047787B (zh) | 基于双目结构光视觉的水轮机顶盖在位机器人编程方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140806 Termination date: 20190824 |