CN106239487A - 激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具及其示教方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具及其示教方法，其中激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具，包括法兰盘基座、垂直激光发生器、可移动游标、游标尺和斜置激光发生器；垂直激光发生器安装在法兰盘基座的一端，法兰盘基座的另一端设有与机械臂上的安装面连接的通孔和定位销孔；可移动游标和游标尺上均设有刻度；游标尺设置在法兰盘基座的一侧，可移动游标与游标尺滑动连接；斜置激光发生器设置在可移动游标上；斜置激光发生器产生的光束与垂直激光发生器产生的光束处于同一平面上，并且两道光束之间的夹角呈45°。本发明使机械手初始位置定位更加精确、高效，且对工件无损伤，使工作过程及产品质量提高。

Description

激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具及其示教方法
技术领域
本发明涉及一种激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具及其示教方法。
背景技术
工业机械手(如焊接机器人、搬运机器人)在工作前需人工示教输入工作点坐标。焊接机器人通常是将焊枪安装好后缓慢移近工作位置，搬运机器人则将抓手或吸盘安装好后缓慢移近工位抓取工件(防止碰撞造成损失)，再将该初始位置点的坐标记录进示教器，费时费力。该过程中常常是依靠肉眼观察，精度不高，不可用于高精度行业。并且在示教过程中难以把握焊枪(或抓手)到工件的距离，导致焊接不牢靠或抓取不稳定。
为解决机械手初始位置定位过程中精度不高的问题，部分工业机器人在示教前会制作专用示教工具(一般为可安装在机械臂上的金属尖头圆棍)，示教时缓慢将机械臂运动至目标位置，再记录坐标，费时费力，且由于是金属制成，精度虽较目测有所提高，但需由熟练技师操作，否则易损伤工件。有的场合则是将工件进行加工(如打孔、划线)，再利用机械臂目视寻找工作坐标点，同样存在费时费力且精度不高的问题。
经检索，目前尚未有采用激光技术用于工业机械手工作点坐标示教的专利文献。
发明内容
本发明的目的是为了克服机械手初始点定位精度不高、对操作者经验要求较高等方面的不足，提供一种激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具及其示教方法，使机械手初始位置定位更加精确、高效，且对工件无损伤，使工作过程及产品质量提高。
实现本发明目的的技术方案是：一种激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具，包括法兰盘基座、垂直激光发生器、可移动游标、游标尺和斜置激光发生器；所述垂直激光发生器安装在法兰盘基座的一端，法兰盘基座的另一端设有与机械臂上的安装面连接的通孔和定位销孔；所述可移动游标和游标尺上均设有刻度；所述游标尺设置在法兰盘基座的一侧，可移动游标与游标尺滑动连接；所述斜置激光发生器设置在可移动游标上；所述斜置激光发生器产生的光束与垂直激光发生器产生的光束处于同一平面上，并且两道光束之间的夹角呈45°。
所述法兰盘基座通过一个Φ8定位销定位并由四个M6螺栓安装至机械臂的安装面上。
所述垂直激光发生器的始端与机械臂上的安装面之间的距离为30mm；所述垂直激光发生器的激光发射方向与机械臂上的安装面垂直。
所述游标尺的长度方向与机械臂上的安装面平行。
所述法兰盘基座采用阶梯状结构，包括大端和小端；所述法兰盘基座的大端与机械臂连接；所述垂直激光发生器与法兰盘基座的小端螺纹连接；所述游标尺焊接在法兰盘基座的小端的侧面。
所述斜置激光发生器在可移动游标上的位置与垂直激光发生器在法兰盘基座上的位置平齐，并且二者之间的连线与机械臂上的安装面平行。
上述激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具的示教方法，包括以下步骤：
①、在机械臂的安装面上安装焊枪或者气爪或者抓手或者吸盘，并量取焊枪或者气爪或者抓手或者吸盘的末端到机械臂上的安装面的距离h1；
②、将本示教工具安装到机械臂的安装面上，并量取游标尺底部到机械臂上的安装面之间的距离h2；
③、将可移动游标移到游标尺上读数为h1-h2的位置，并进行固定；
④、然后打开垂直激光发生器和斜置激光发生器，此时两道激光对射，在目标物上产生两个光斑；
⑤、调节机械臂姿态，使两个光斑重合，并使重合点与工件上的加工操作初始位置重合，此时通过计算机读取该工作点的坐标；
⑥、卸下本示教工具，安装好焊枪或者气爪或者抓手或者吸盘，开始进行加工。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：本发明提供的激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具采用法兰盘基座与机械臂配合、安装非常简便。采用两束激光共同定位，使定位精度提高。采用激光技术与机械结构巧妙结合，无电子元件，不受硬件设备限制及外界干扰，可靠性好。可移动游标移动方便，定位效率高。利用激光照射，机械臂不需与工件产生接触，安全性高。无需对工件进行打孔、划线方面的加工准备，使产品质量和生产效率提高。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具的结构示意图。
附图中的标号为：
法兰盘基座1、垂直激光发生器2、可移动游标3、游标尺4、斜置激光发生器5。
具体实施方式
(实施例1)
见图1，本实施例的激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具，包括法兰盘基座1、垂直激光发生器2、可移动游标3、游标尺4和斜置激光发生器5。
法兰盘基座1采用阶梯状结构，包括大端和小端。法兰盘基座1的大端上设有与机械臂上的安装面连接的通孔和定位销孔。法兰盘基座1的大端通过一个Φ8定位销定位并由四个M6螺栓安装至机械臂的安装面上。
垂直激光发生器2与法兰盘基座1的小端螺纹连接。垂直激光发生器2的始端与机械臂上的安装面之间的距离为30mm，垂直激光发生器2的激光发射方向与机械臂上的安装面垂直。可移动游标3和游标尺4上均设有刻度。游标尺4焊接在法兰盘基座1的小端的侧面，游标尺4的长度方向与机械臂上的安装面平行。可移动游标3与游标尺4滑动连接。斜置激光发生器5设置在可移动游标3上。斜置激光发生器5在可移动游标3上的位置与垂直激光发生器2在法兰盘基座1上的位置平齐，并且二者之间的连线与机械臂上的安装面平行。斜置激光发生器5产生的光束与垂直激光发生器2产生的光束处于同一平面上，并且两道光束之间的夹角呈45°。
本实施例的激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具的示教方法，包括以下步骤：
①、在机械臂的安装面上安装焊枪或者气爪或者抓手或者吸盘，并量取焊枪或者气爪或者抓手或者吸盘的末端到机械臂上的安装面的距离h1。
②、将本示教工具安装到机械臂的安装面上，并量取游标尺4底部到机械臂上的安装面之间的距离h2。
③、将可移动游标3移到游标尺4上读数为h1-h2的位置，并进行固定。
④、然后打开垂直激光发生器2和斜置激光发生器5，此时两道激光对射，在目标物上产生两个光斑。
⑤、调节机械臂姿态，使两个光斑重合，并使重合点与工件上的加工操作初始位置工作点重合，此时通过计算机读取该工作点的坐标。
⑥、卸下本示教工具，安装好焊枪或者气爪或者抓手或者吸盘，开始进行加工。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具，其特征在于：包括法兰盘基座(1)、垂直激光发生器(2)、可移动游标(3)、游标尺(4)和斜置激光发生器(5)；所述垂直激光发生器(2)安装在法兰盘基座(1)的一端，法兰盘基座(1)的另一端设有与机械臂上的安装面连接的通孔和定位销孔；所述可移动游标(3)和游标尺(4)上均设有刻度；所述游标尺(4)设置在法兰盘基座(1)的一侧，可移动游标(3)与游标尺(4)滑动连接；所述斜置激光发生器(5)设置在可移动游标(3)上；所述斜置激光发生器(5)产生的光束与垂直激光发生器(2)产生的光束处于同一平面上，并且两道光束之间的夹角呈45°。
2.根据权利要求1所述的激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具，其特征在于：所述法兰盘基座(1)通过一个Φ8定位销定位并由四个M6螺栓安装至机械臂的安装面上。
3.根据权利要求2所述的激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具，其特征在于：所述垂直激光发生器(2)的始端与机械臂上的安装面之间的距离为30mm；所述垂直激光发生器(2)的激光发射方向与机械臂上的安装面垂直。
4.根据权利要求3所述的激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具，其特征在于：所述游标尺(4)的长度方向与机械臂上的安装面平行。
5.根据权利要求4所述的激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具，其特征在于：所述法兰盘基座(1)采用阶梯状结构，包括大端和小端；所述法兰盘基座(1)大端与机械臂连接；所述垂直激光发生器(2)与法兰盘基座(1)的小端螺纹连接；所述游标尺(4)焊接在法兰盘基座(1)的小端的侧面。
6.根据权利要求5所述的激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具，其特征在于：所述斜置激光发生器(5)在可移动游标(3)上的位置与垂直激光发生器(2)在法兰盘基座(1)上的位置平齐，并且二者之间的连线与机械臂上的安装面平行。
7.根据权利要求6所述的激光对射式工业机械手工作点坐标示教工具的示教方法，其特征在于：包括以下步骤：
①、在机械臂的安装面上安装焊枪或者气爪或者抓手或者吸盘，并量取焊枪或者气爪或者抓手或者吸盘的末端到机械臂上的安装面的距离h1；
②、将本示教工具安装到机械臂的安装面上，并量取游标尺(4)底部到机械臂上的安装面之间的距离h2；
③、将可移动游标(3)移到游标尺(4)上读数为h1-h2的位置，并进行固定；
④、然后打开垂直激光发生器(2)和斜置激光发生器(5)，此时两道激光对射，在目标物上产生两个光斑；
⑤、调节机械臂姿态，使两个光斑重合，并使重合点与工件上的加工操作初始位置(工作点)重合，此时通过计算机读取该工作点的坐标；
⑥、卸下本示教工具，安装好焊枪或者气爪或者抓手或者吸盘，开始进行加工。
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