CN106610266B - 一种scara机器人标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器人零位标定技术领域，尤其一种SCARA机器人标定方法，包括以下步骤：在SCARA机器人末端法兰上安装激光反射装置，使SCARA机器人各单轴分别做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置得到以旋转中心为圆心的圆周上的点，拟合成圆周，同时得到圆心位置和旋转平面；作出通过各轴圆心并垂直于旋转平面的各轴轴线，同时作出通过第一轴圆心垂直于第一轴轴线的平面，其他各轴轴线和此平面的交点为新圆心，各相邻两轴在此面上的交点分别连线，相邻连线的夹角为零位误差，对零位误差的补偿即为零位标定；利用激光三坐标测量装置，相对仅靠机械标定工件配合的方法，零位标定结果容易保证，机器人绝对精度更准确。
Description
技术领域
本发明涉及机器人零位标定技术领域，尤其涉及一种SCARA机器人标定方法。
背景技术
零位是机器人坐标系的基准，没有零位机器人无法判断自身位置。在影响机器人绝对精度的因素中，零位误差所占比重高达97％。机器人零位误差是指机器人各轴的实际初始位置相对理论位置的误差值。机器人零位标定是为了准确地确定出机器人的零位值，进而减少零位误差，提高机器人绝对精度。工业SCARA机器人现有的零位标定方法是分别在机器人末端法兰和机械人底座上安装标定工件，通过工件间的配合实现零位标定。虽然此方法实现简单，但是受工件的装配精度和机械工件的加工精度的影响，零位标定结果难以保证。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种不受工件装配精度和机械工件加工影响的SCARA机器人标定方法。
本发明的技术方案为：
一种SCARA机器人标定方法，包括以下步骤：
步骤一，在SCARA机器人末端法兰上安装激光反射装置，使SCARA机器人各单轴分别做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置得到以旋转中心为圆心的圆周上的点，拟合成圆周，同时得到圆心位置和旋转平面；
步骤二，作出通过各轴圆心并垂直于旋转平面的各轴轴线，同时作出通过第一轴圆心垂直于第一轴轴线的平面，其他各轴轴线和此平面的交点为新圆心，各相邻两轴在此面上的交点分别连线，相邻连线的夹角为零位误差，对零位误差的补偿即为零位标定。
所述SCARA机器人标定方法运用于SCARA机器人的零位标定或者运用于具有3个转动关节、1个移动关节和末端法兰且各转动关节可做旋转运动的任何一款机器人的零位标定。
所述SCARA机器人包括第一关节、第二关节、第三关节、移动关节和末端法兰，第一关节通过连接件连接第二关节，第二关节通过连接件连接第三关节，第三关节轴向安装有移动关节，移动关节末端安装有末端法兰。
所述SCARA机器人标定方法，其实施工具为激光反射装置和激光三坐标测量装置，激光三坐标测量装置为激光跟踪仪或其他具有相同功能的任何装置。
具体地，所述步骤一的具体操作方法为：在SCARA机器人末端法兰上安装激光反射装置，使SCARA机器人的第一关节做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置等间隔测量末端位置点，拟合成圆周，同时得到第一轴圆心位置和第一旋转平面，第一关节回到零位后，第二关节做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置等间隔测量末端位置点，拟合成圆周，同时得到第二轴圆心位置和第二旋转平面；第一关节和第二关节回到零位后，第三关节做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置等间隔测量末端位置点，拟合成圆周，同时得到第三轴圆心位置和第三旋转平面，第一轴圆心位置、第二轴圆心位置、第三轴圆心位置分别标注为O1、O2、O3。
具体地，所述步骤二的具体操作方法为：作出通过各自圆心并垂直于各自旋转平面的各轴轴线，分别标注为L1、L2和L3，同时作出通过第一轴圆心O1并垂直于第一轴轴线L1的平面并标注为P，第二轴轴线L2和此平面的交点标注为O2，第三轴轴线L3和此平面的交点标注为O3，相邻两轴在此面上的交点分别连线得到两直线分别标注为O1O2和O2O3，相邻连线O1O2和O2O3的夹角为第二关节的零位误差且改夹角标注为θ，第二关节旋转θ度，使O1O2和O2O3在一条直线上，即是完成了机器人的零位误差的补偿，完成标定。
本发明的有益效果为：本发明简单实用，利用激光三坐标测量装置，实现工业SCARA机器人的零位标定，相对仅靠机械标定工件配合的方法，零位标定结果容易保证，机器人绝对精度更准确。
附图说明
图1为发明的SCARA机器人标定方法的操作示意图。
图中，1、SCARA机器人；11、第一关节；12、第二关节；13、第三关节；14、移动关节；15、末端法兰；2、激光三坐标测量装置；21、激光反射装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，所述SCARA机器人1包括第一关节11、第二关节12、第三关节13、移动关节14和末端法兰15，第一关节11通过连接件连接第二关节12，第二关节12通过连接件连接第三关节13，第三关节13轴向安装有移动关节14，移动关节14末端安装有末端法兰15。
所述SCARA机器人标定方法，其实施工具为激光反射装置21和激光三坐标测量装置2，激光三坐标测量装置2为激光跟踪仪或其他具有相同功能的任何装置。
步骤一，在SCARA机器人末端法兰15上安装激光反射装置21，使SCARA机器人的第一关节11做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置2等间隔测量末端位置点，拟合成圆周，同时得到第一轴圆心位置和第一旋转平面，第一关节11回到零位后，第二关节12做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置2等间隔测量末端位置点，拟合成圆周，同时得到第二轴圆心位置和第二旋转平面；第一关节11和第二关节12回到零位后，第三关节13做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置2等间隔测量末端位置点，拟合成圆周，同时得到第三轴圆心位置和第三旋转平面；
步骤二，作出通过各自圆心并垂直于各自旋转平面的各轴轴线L1、L2和L3，同时作出通过第一轴圆心O1并垂直于第一轴轴线L1的平面P，第二轴轴线L2和此平面的交点为O2，第三轴轴线L3和此平面的交点为O3，相邻两轴在此面上的交点分别连线得到直线O1O2和O2O3，相邻连线O1O2和O2O3的夹角θ为第二关节12的零位误差，第二关节12旋转θ度，使O1O2和O2O3在一条直线上，即是完成了机器人的零位误差的补偿，完成标定。
上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (6)
1.一种SCARA机器人标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在SCARA机器人末端法兰上安装激光反射装置，使SCARA机器人各单轴分别做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置得到以旋转中心为圆心的圆周上的点，拟合成圆周，同时得到圆心位置和旋转平面；
步骤二，作出通过各轴圆心并垂直于旋转平面的各轴轴线，同时作出通过第一轴圆心垂直于第一轴轴线的平面，其他各轴轴线和此平面的交点为新圆心，各相邻两轴在此面上的交点分别连线，相邻连线的夹角为零位误差，对零位误差的补偿即为零位标定。
2.根据权利要求1所述的SCARA机器人标定方法，其特征在于：所述SCARA机器人标定方法运用于SCARA机器人的零位标定或者运用于具有3个转动关节、1个移动关节和末端法兰且各转动关节可做旋转运动的任何一款机器人的零位标定。
3.根据权利要求2所述的SCARA机器人标定方法，其特征在于：所述SCARA机器人包括第一关节、第二关节、第三关节、移动关节和末端法兰，第一关节通过连接件连接第二关节，第二关节通过连接件连接第三关节，第三关节轴向安装有移动关节，移动关节末端安装有末端法兰。
4.根据权利要求3所述的SCARA机器人标定方法，其特征在于：所述SCARA机器人标定方法，其实施工具为激光反射装置和激光三坐标测量装置，激光三坐标测量装置为激光跟踪仪或其他具有相同功能的任何装置。
5.根据权利要求4所述的SCARA机器人标定方法，其特征在于：
所述步骤二的具体操作方法为：在SCARA机器人末端法兰上安装激光反射装置，使SCARA机器人的第一关节做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置等间隔测量末端位置点，拟合成圆周，同时得到第一轴圆心位置和第一旋转平面，第一关节回到零位后，第二关节做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置等间隔测量末端位置点，拟合成圆周，同时得到第二轴圆心位置和第二旋转平面；第一关节和第二关节回到零位后，第三关节做旋转运动，同时利用激光三坐标测量装置等间隔测量末端位置点，拟合成圆周，同时得到第三轴圆心位置和第三旋转平面。
6.根据权利要求5所述的SCARA机器人标定方法，其特征在于：
所述步骤二的具体操作方法为：作出通过各自圆心并垂直于各自旋转平面的各轴轴线，分别标注为L1、L2和L3，同时作出通过第一轴圆心O1并垂直于第一轴轴线L1的平面并标注为P，第二轴轴线L2和此平面的交点标注为O2，第三轴轴线L3和此平面的交点标注为O3，相邻两轴在此面上的交点分别连线得到两直线分别标注为O1O2和O2O3，相邻连线O1O2和O2O3的夹角为第二关节的零位误差且该夹角标注为θ，第二关节旋转θ度，使O1O2和O2O3在一条直线上，即是完成了机器人的零位误差的补偿，完成标定。
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