CN107253193A - 机器人重复定位精度检测与零位校正系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了机器人重复定位精度检测与零位校正系统，包括工业六轴机器人、机器人末端夹具和测量装置，机器人末端夹具被设置为连接工业六轴机器人的末端，测量装置被设置为安装在机器人工作空间中；测量装置包括激光位移传感器，激光位移传感器被设置为按照“三二一”方式布置。本发明的开发机器人重复定位精度检测与零位校正系统，实现工业机器人重复定位精度的自动检测并可以判断问题关节以及辅助进行机器人零位校正，方便了工业机器人日常维护工作，大大提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，尤其涉及机器人重复定位精度检测与零位校正系统。
背景技术
工业机器人已经广泛应用于工业生产的各个方面。随着应用范围的扩展，对机器人定位精度的要求也越来越高。由于当前广泛采用的是示教方式进行机器人编程，因此对于重复定位精度的要求更高。然而，机器人在长期运行后，机器人重复定位精度会下降。因此需要定时对机器人进行重复定位精度的检测，以便对机器人进行维护，保证机器人的正常运行。此外，机器人的各关节轴的零位不准确也是影响机器人定位精度的重要因素。因此在机器人关节轴零位丢失后，需要及时进行零位校正。
在工业机器人的制造过程中，生产厂家需要对机器人的重复定位精度进行检测，目前大多采用的是激光跟踪仪进行检测。激光跟踪仪精度较高，但是设备非常昂贵，而且在测量过程中需要测试人员实时跟踪操作，费时费力，不适用于在制造企业中对大量的工业机器人进行检测。对于零位校正，不同的工业机器人厂家有不同的零位校正的方法和方式，比较常见的有侧倾仪、EMT或千分表、凹槽或刻线。这些方式有些标定设备昂贵，有些标定不准确效率低下，而且各个生产厂商机器人之间的零位校正装置不能通用，这些问题都给零位校正工作带来很大麻烦。
因此，本领域的技术人员致力于开发机器人重复定位精度检测与零位校正系统，方便进行重复定位精度检测以及零位校正并可广泛应用于实际生产制造。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是开发机器人重复定位精度检测与零位校正系统，实现工业机器人重复定位精度的自动检测并可以判断问题关节以及辅助进行机器人零位校正，方便了工业机器人日常维护工作，大大提高了生产效率。
为实现上述目的，本发明提供了机器人重复定位精度检测与零位校正系统，包括工业六轴机器人、机器人末端夹具和测量装置，机器人末端夹具被设置为连接工业六轴机器人的末端，测量装置被设置为安装在机器人工作空间中；
测量装置包括激光位移传感器，激光位移传感器被设置为按照“三二一”方式布置。
进一步地，测量装置还包括传感器安装支架、开关式磁力座、把手，位移传感器安装于传感器安装支架上端，把手被设置于位移传感器的上方，开关式磁力座被设置在传感器安装支架的下方。
进一步地，激光位移传感器的数量为6个。
进一步地，激光位移传感器被设置为通过线缆连接集线器，集线器通过线缆连接上位机软件。
进一步地，还包括校准块，校准块被设置于机器人末端夹具的末端，激光位移传感器的激光被设置为打在校准块上。
进一步地，激光位移传感器被设置为在Z方向上布置三个激光位移传感器，在 X方向上布置两个激光位移传感器，在Y方向上布置一个激光位移传感器。
进一步地，包括重复定位精度和零位校正。
进一步地，重复定位精度被设置为机器人按照指定轨迹在某一起始点与测量点间做往复运动，当校准块到达测量点后，暂停5秒，激光位移传感器发送测量值到上位机软件，上位机软件对数据进行记录，当记录的数据达到指定的重复数据后，上位机软件根据每次激光位移传感器的测量值计算每次末端位姿，并利用每次的位姿计算机器人重复定位精度的评估指标，根据指标判断机器人重复定位精度是否满足要求。
进一步地，零位校正被设置为，当机器人运动到某一测量位姿，暂停5秒，激光位移传感器发送测量值到上位机软件，上位机软件根据测量值计算机器人末端位姿，并得到六个关节轴的转角值，再通过逆解得到各个关节轴转角值与对应关节轴的指令关节转角的差值即为关节轴的补偿值，将得到的各个关节轴的补偿值补偿至机器人控制系统中，实现零位校正。
技术效果
1)本发明的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，整套设备所需费用相对低廉，与传统的测量方式相比，利用激光位移传感器搭建的测量系统不仅精度高，而且价格低，适合在生产制造企业中推广使用。
2)本发明的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，可测量机器人末端位姿。采用了工业上常用的“三二一”的定位方案来布置传感器，可以同时测量出机器人末端的位置与姿态。
3)本发明的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，将机器人重复定位精度检测与零位校正的功能集成在一套系统中。本套系统既可以用于重复定位精度的检测又能实现零位校正，功能多样。
4)本发明的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，操作简单。整套系统含有上位机软件，可实现数据记录，数据分析，数据显示等功能，用户安装该软件，便可以方便快捷地进行重复定位精度及零位校正过程。
5)本发明的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，装置小巧。测量装置体积较小，可安装在机器人实际工作位置附近，减少对机器人运动过程中的干涉。安装在机器人末端的标准块体积小巧，可安装在不同机器人或夹具末端。
6)本发明的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，安装方便。本套系统的测量装置配备有把手及磁性开关底座，为移动和安装提供了方便，此外，传感器与安装支架可拆卸，方便传感器重复使用。
7)本发明的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，应用广泛。本套系统可应用于多种六轴工业机器人。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的一个较佳实施例的机器人重复定位精度检测与零位校正系统的示意图。
具体实施方式
如图1所示，机器人重复定位精度检测与零位校正系统，包括工业六轴机器人 11、机器人末端夹具12和测量装置，机器人末端夹具12被设置为连接工业六轴机器人11的末端，测量装置被设置为安装在机器人工作空间的某一位置；测量装置包括激光位移传感器1，激光位移传感器1被设置为按照“三二一”方式布置。
测量装置还包括传感器安装支架4、开关式磁力座5、把手6，激光位移传感器1安装于传感器安装支架4上端，把手6被设置于激光位移传感器1的上方，开关式磁力座5被设置在传感器安装支架4的下方。开关式磁力座5和把手6的设置方便固定和移动。
机器人重复定位精度检测与零位校正系统还包括校准块2，校准块2被设置于机器人末端夹具12的末端，激光位移传感器1的激光3被设置为打在校准块2上。激光位移传感器1被设置为通过线缆7连接集线器8，集线器8通过线缆7连接上位机软件9。集线器8优选为USB转串口集线器，上位机软件9还包括可以处理分析激光位移传感器测量值的软件。
“三二一”方式具体是，激光位移传感器1被设置为在Z方向上布置三个激光位移传感器，在X方向上布置两个激光位移传感器，在Y方向上布置一个激光位移传感器。优选地，激光位移传感器1的数量为6个。
本发明的一较佳实施例中，机器人重复定位精度检测与零位校正系统包括重复定位精度和零位校正。
重复定位精度被设置为机器人按照指定轨迹在某一起始点与测量点间做往复运动，当校准块到达测量点后，暂停5秒，激光位移传感器发送测量值到上位机软件，上位机软件对数据进行记录，当记录的数据达到指定的重复数据后，上位机软件根据每次激光位移传感器的测量值计算每次末端位姿，并利用每次的位姿计算机器人重复定位精度的评估指标，根据指标判断机器人重复定位精度是否满足要求。
零位校正被设置为，当机器人运动到某一测量位姿，暂停5秒，激光位移传感器发送测量值到上位机软件，上位机软件根据测量值计算机器人末端位姿，并进行运动学逆解得到六个关节轴的转角值，再通过逆解得到各个关节轴转角值与对应关节轴的指令关节转角的差值即为关节轴的补偿值，将得到的各个关节轴的补偿值补偿至机器人控制系统中，实现零位校正。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (9)
1.机器人重复定位精度检测与零位校正系统，其特征在于，包括工业六轴机器人、机器人末端夹具和测量装置，所述机器人末端夹具被设置为连接所述工业六轴机器人的末端，所述测量装置被设置为安装在所述机器人工作空间中；
所述测量装置包括激光位移传感器，所述激光位移传感器被设置为按照“三二一”方式布置。
2.如权利要求1所述的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，其特征在于，所述测量装置还包括传感器安装支架、开关式磁力座、把手，所述激光位移传感器安装于所述传感器安装支架上端，所述把手被设置于所述激光位移传感器的上方，所述开关式磁力座被设置在所述传感器安装支架的下方。
3.如权利要求2所述的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，其特征在于，所述激光位移传感器的数量为6个。
4.如权利要求3所述的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，其特征在于，所述激光位移传感器被设置为通过线缆连接集线器，所述集线器通过所述线缆连接上位机软件。
5.如权利要求1所述的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，其特征在于，还包括校准块，所述校准块被设置于所述机器人末端夹具的末端，所述激光位移传感器的激光被设置为打在所述校准块上。
6.如权利要求1所述的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，其特征在于，所述位移传感器被设置为在Z方向上布置三个所述激光位移传感器，在X方向上布置两个所述激光位移传感器，在Y方向上布置一个所述激光位移传感器。
7.如权利要求1-6任一所述的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，其特征在于，包括重复定位精度和零位校正。
8.如权利要求7所述的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，其特征在于，所述重复定位精度被设置为机器人按照指定轨迹在某一起始点与测量点间做往复运动，当所述校准块到达所述测量点后，暂停5秒，所述激光位移传感器发送测量值到所述上位机软件，所述上位机软件对数据进行记录，当记录的数据达到指定的重复数据后，所述上位机软件根据每次所述激光位移传感器的测量值计算每次末端位姿，并利用每次的位姿计算所述机器人重复定位精度的评估指标，根据所述指标判断所述机器人重复定位精度是否满足要求。
9.如权利要求7所述的机器人重复定位精度检测与零位校正系统，其特征在于，所述零位校正被设置为，当所述机器人运动到某一测量位姿，暂停5秒，所述激光位移传感器发送测量值到所述上位机软件，所述上位机软件根据测量值计算所述机器人末端位姿，并得到六个关节轴的转角值，再通过逆解得到各个所述关节轴转角值与对应所述关节轴的指令关节转角的差值即为所述关节轴的补偿值，将得到的各个所述关节轴的所述补偿值补偿至机器人控制系统中，实现零位校正。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171017 |