CN109664328A - Scara机器人的治具标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及SCARA机器人的技术领域，公开了SCARA机器人的治具标定方法，包括以下步骤：1)、大臂以及小臂呈水平布置，确定SCARA机器人处于水平状态的零位；2)、设置治具，治具棒竖向连接在机械臂的臂末端，治具板上设有治具孔；3)、拖动机械臂正向摆动，直至机械臂末端的治具棒插入在治具孔中，大臂与小臂之间的夹角θ₁；拖动机械臂反向摆动，大臂与小臂之间的夹角θ₂；4)、根据夹角θ₁以及夹角θ₂获得大臂与小臂之间的实际夹角为：θ_实际＝(θ₁+θ₂)/2，实现对SCARA机器人的标定，操作简单，且数据采集以及搭建都较为简单，省时省力，成本也低。

Description

SCARA机器人的治具标定方法

技术领域

本发明专利涉及SCARA机器人的技术领域，具体而言，涉及SCARA机器人的治具标定方法。

背景技术

SCARA是Selective Compliance Assembly Robot Arm的缩写，意思是一种应用于装配作业的机器人手臂。SCARA机器人有3个旋转关节，最适用于平面定位。

目前，SCARA机器人的标定多采用激光跟踪仪或者视觉等测量仪器进行标定，这些测量仪器在精度、成本、时间效率以及易用性等方面有很大的差异，但是，利用这些测量仪器进行标定，则存在共同的缺陷：需要专业技术人员来操作这些测量仪器，标定过程中，平台搭建与数据采集费时费力，成本也高。

发明内容

本发明的目的在于提供SCARA机器人的治具标定方法，旨在解决现有技术中，对SCARA机器人的标定存在费时费力以及成本高的问题。

本发明是这样实现的，SCARA机器人的治具标定方法，包括以下步骤：

1)、SCARA机器人包括竖杆以及机械臂，所述机械臂具有大臂以及小臂，所述大臂的一端转动连接在所述竖杆上，所述小臂的一端转动连接在所述大臂的另一端，所述小臂的另一端形成机械臂的臂末端；将所述机械臂朝下移动至所述竖杆的底部，且所述大臂以及小臂呈水平布置，确定所述SCARA机器人处于水平状态的零位；

2)、设置治具，所述治具包括治具棒以及水平固定在所述机械臂下方治具板，所述治具棒竖向连接在所述机械臂的臂末端，所述治具板的上表面设有治具孔；

3)、通过控制器设置所述SCARA机器人进入手持示教功能，拖动所述机械臂正向摆动，直至所述机械臂末端的治具棒插入在所述治具孔中，且所述控制器记录所述机械臂关节处的关节参数以及所述大臂与所述小臂之间的夹角θ₁；拖动所述机械臂反向摆动，直至所述机械臂末端的治具棒插入在所述治具孔中，且所述控制器记录所述机械臂关节处的关节参数以及所述大臂与所述小臂之间的夹角θ₂；

4)、根据夹角θ₁以及夹角θ₂获得所述大臂与所述小臂之间的实际夹角为：θ_实际＝(θ₁+θ₂)/2，完成对SCARA机器人的标定。

进一步的，所述SCARA机器人完成标定后，所述控制器控制机械臂由水平状态的零位，自动摆动角度θ₁-θ_实际后，此时，观察所述治具棒是否插入所述治具孔中，如果所述治具棒插入所述治具孔中，则认为SCARA机器人的标定成功，如果所述治具棒未插入所述治具孔中，则认为SCARA机器人的标定失败。

进一步的，所述治具板上设置有多个所述治具孔，多个所述治具孔呈阵列布置，在SCARA机器人的标定过程中，如果所述治具棒插入不同的治具孔，通过所述治具孔之间的实际距离与机器人坐标距离的比较，获得所述机器人标定后绝对精度的评估。

与现有技术相比，本发明提供的SCARA机器人的治具标定方法，通过制定高精度的治具板以及治具棒，先将机械臂拉直处于水平状态，通过正向以及反向操作治具棒插入同一个治具孔中，从而获得拉直状态下，机械臂的大臂与小臂之间的实际夹角θ_夹角＝(θ₁+θ₂)/2，实现对SCARA机器人的标定，操作简单，且数据采集以及搭建都较为简单，省时省力，成本也低。

附图说明

图1是本发明提供的SCARA机器人的治具标定方法的流程框架图；

图2是本发明提供的SCARA机器人的机械臂的主视示意图；

图3是本发明提供的治具板的俯视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-3所示，为本发明提供的较佳实施例。

本实施例提供的SCARA机器人的治具标定方法，用于标定机械臂的大臂101与小臂102的实际夹角。

SCARA机器人包括竖杆100以及机械臂，机械臂具有大臂101以及小臂102，大臂101的一端转动连接在竖杆100上，小臂102的一端转动连接在大臂101的另一端，小臂102的另一端形成机械臂的臂末端。

对于平面位置的同一个点，SCARA机器人的机械臂可以从正向或反向两种姿态到达定位点，而且这两个姿态是对称的。

根据左右对称易知，在理论上，小臂102与大臂101夹角θ_正理论+θ_反理论＝0，但是在实际中，摆直大臂101与小臂102后，大臂101与小臂102之间是不可能处于完全理论水平的，因此，θ_正理论+θ_反理论＝2θ_夹角，因此小臂102与大臂101的实际夹角为将这个大臂101与小臂102之间的实际夹角θ_夹角，给大臂101与小臂102之间的夹角进行补偿，如θ_正理论-θ_夹角，则为正向转动后，大臂101与小臂102之间的转动角度。

SCARA机器人的治具标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、将机械臂朝下移动至竖杆100的底部，且大臂101以及小臂102拉直呈水平布置，确定SCARA机器人处于水平状态的零位；

2)、设置治具，治具包括治具棒103以及水平固定在机械臂下方的治具板104，治具棒103竖向连接在机械臂的臂末端，治具板104的上表面设有治具孔105；

3)、通过控制器设置所述SCARA机器人进入手持示教功能，拖动机械臂正向摆动，直至机械臂末端的治具棒103插入在治具孔105中，且控制器记录机械臂关节处的关节参数以及大臂101与小臂102之间的夹角θ₁；拖动机械臂反向摆动，直至机械臂末端的治具棒103插入在治具孔105中，且控制器记录机械臂关节处的关节参数以及大臂101与小臂102之间的夹角θ₂；

4)、根据夹角θ₁以及夹角θ₂获得大臂101与小臂102之间的实际夹角为：θ_夹角＝(θ₁+θ₂)/2，完成对SCARA机器人的标定，也是SCARA机器人绝对精度的评估。

上述提供的SCARA机器人的治具标定方法，通过制定高精度的治具板104以及治具棒103，先将机械臂拉直处于水平状态，通过正向以及反向操作治具棒103插入同一个治具孔105中，从而获得拉直状态下，机械臂的大臂101与小臂102之间的实际夹角θ_夹角＝(θ₁+θ₂)/2，实现对SCARA机器人的标定，操作简单，且数据采集以及搭建都较为简单，省时省力，成本也低。

SCARA机器人完成标定后，控制器控制机械臂由水平状态的零位，自动摆动至大臂101与小臂102之间的角度为θ₁-θ_夹角后，此时，观察治具棒103是否插入治具孔105中，如果治具棒103插入治具孔105中，则认为SCARA机器人的标定成功，如果治具棒103未插入治具孔105中，则认为SCARA机器人的标定失败。

这一步是对完成SCARA机器人的标定后的验证，验证标定是否成功，控制器根据标定过程中存储的数据以及计算等等，可以准确验证标定结果。

治具板104上设置有多个所述治具孔105，多个治具孔105呈阵列布置，在SCARA机器人的标定过程中，如果治具棒103插入不同的治具孔105，通过治具孔105之间的实际距离与机器人坐标距离的比较，获得机器人标定后绝对精度的评估。

另外，治具板104还可以移动，进而可以测量机器人在不同位置的绝对精度，实现对局部绝对精度的评估。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.SCARA机器人的治具标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、SCARA机器人包括竖杆以及机械臂，所述机械臂具有大臂以及小臂，所述大臂的一端转动连接在所述竖杆上，所述小臂的一端转动连接在所述大臂的另一端，所述小臂的另一端形成机械臂的臂末端；将所述机械臂朝下移动至所述竖杆的底部，且所述大臂以及小臂呈水平布置，确定所述SCARA机器人处于水平状态的零位；

2)、设置治具，所述治具包括治具棒以及水平固定在所述机械臂下方治具板，所述治具棒竖向连接在所述机械臂的臂末端，所述治具板的上表面设有治具孔；

3)、通过控制器设置所述SCARA机器人进入手持示教功能，拖动所述机械臂正向摆动，直至所述机械臂末端的治具棒插入在所述治具孔中，且所述控制器记录所述机械臂关节处的关节参数以及所述大臂与所述小臂之间的夹角θ₁；拖动所述机械臂反向摆动，直至所述机械臂末端的治具棒插入在所述治具孔中，且所述控制器记录所述机械臂关节处的关节参数以及所述大臂与所述小臂之间的夹角θ₂；

4)、根据夹角θ₁以及夹角θ₂获得所述大臂与所述小臂之间的实际夹角为：θ_实际＝(θ₁+θ₂)/2，完成对SCARA机器人的标定。

2.如权利要求1所述的SCARA机器人的治具标定方法，其特征在于，所述SCARA机器人完成标定后，所述控制器控制机械臂由水平状态的零位，自动摆动角度θ₁-θ_实际后，此时，观察所述治具棒是否插入所述治具孔中，如果所述治具棒插入所述治具孔中，则认为SCARA机器人的标定成功，如果所述治具棒未插入所述治具孔中，则认为SCARA机器人的标定失败。

3.如权利要求1或2所述的SCARA机器人的治具标定方法，其特征在于，所述治具板上设置有多个所述治具孔，多个所述治具孔呈阵列布置，在SCARA机器人的标定过程中，如果所述治具棒插入不同的治具孔，通过所述治具孔之间的实际距离与机器人坐标距离的比较，获得所述机器人标定后绝对精度的评估。