CN110270999A - 一种测量多种规格工具tcp的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种利用Autocal TCP校准设备测量多种规格工具TCP的方法，首先建立了上位机人机交互界面与Autocal TCP校准设备的通讯，按照工具长度对工具进行分组，每组使用标定工具标出初始化过程使用的工具坐标系。校准开始时首先将当前工具对应分组的初始标定工具坐标系发送给机器人进行工具坐标系的更新，同时发送切换文件夹指令给TCP校准设备，先执行一次工具坐标系的Z值校准，目的是保证接下来校准工具坐标系的XY值时激光可以照射到工具，然后再按照Autocal在线校准方案中固有的校准循环流程执行。本发明摆脱了Autocal在线校准方案需要限制工具规格的缺陷，可以校准任意长度工具的TCP，扩展了Autocal TCP校准设备的功能。

Description

一种测量多种规格工具TCP的方法
技术领域
本发明涉及工业自动化控制领域，尤其涉及一种利用Autocal TCP校准设备测量多种规格工具TCP的方法。
背景技术
Dynalog公司Autocal系统是专业的机器人工具坐标系重复性测试系统，通常用于机器人集成应用系统中。常规的Autocal机器人在线校准方案采用的是Autocal TCP校准设备与机器人直接通讯，首先校准工具坐标系的XY坐标，再校准工具坐标系的Z坐标，工具坐标系不断更新。后续每一个工具初次校准XY坐标时用到的是上一个工具校准完成的工具坐标系，会造成以下问题：1、两个工具之间的长度差不能太大。2、校准顺序，按照工具长度，只能从短到长。否则会出现激光照不到工具的情况。当使用的工具规格比较多且长度变化大时，固有的校准循环流程无法完成多种工具任意切换的校准过程。项目中采用人机交互界面做为系统主控，与Autocal TCP校准设备建立通讯，根据实际情况自定义校准流程。
发明内容
本发明提供的一种利用Autocal TCP校准设备测量多种规格工具TCP的方法，可以通过自定义校准流程，实现多种长度工具任意切换的校准过程。
本发明的技术方案：一种利用Autocal TCP校准设备测量多种规格工具TCP的方法，首先校准一次工具坐标系的Z值，然后再按照Autocal机器人在线校准方案的校准循环进行测量。
建立人机交互装置和Autocal TCP进行通讯，打破Autocal TCP校准的固化程序，通过人机交互装置编辑并发送指令控制Autocal TCP完成初始化和校准过程。
校准程序共三段，acinit-初始化过程、acmsr-校准工具坐标系的XY、acz-校准工具坐标系的Z；每组中校准开始先执行一次acz，然后按照acmsr-acz做循环测量。
将工具分成若干组，每组最大刀长差基本相同,在TCP校准设备的激光平面找到一个合适的位置，保证在每组测量横向扫描pz时最短工具与最长工具都不会超出TCP校准设备的激光长度。
初始化过程acinit包括：一、set0-set3，三点法；二、p1-p4四点法；三、pz横向轮廓扫描法。
人机交互装置接收到机器人发出的滑台零位信号后，向Autocal TCP校准设备发出开启激光信号，然后开始更新工具坐标系，执行acz校准Z值，校准完Z值后循环执行acmsr-acz的校准过程。
本发明的有益效果：校准过程中，由于工具长度变化改变最大的是工具坐标系的Z值，若从长工具换到短工具，首先校准工具坐标系的XY，使用长工具的工具坐标系的话就会出现激光照射不到工具的情况，因此，自定义校准过程设定校准过程开始，首先校准工具坐标系的Z，使用的是初始化过程中标定工具的工具坐标系，初始化过程标定工具的长度要与每组中最短的工具长度相差不大，保证每把工具在做横向扫描测量时均能处于激光平面中。校准完工具坐标系Z值，更新工具坐标系，再校准工具坐标系的XY，就可以保证激光能够照到工具，再按照Autocal机器人校准方案中的校准循环流程进行校准即可。
附图说明
图1为本发明实施例的工具分组图。
图2为本发明实施例的机器人程序设计校准步骤号。
图3为本发明实施例的机器人初始化程序acinit设计。
图4为本发明实施例的机器人校准程序acmsr设计。
图5为本发明实施例的机器人校准程序acz设计。
图6为本发明实施例的上位机人机交互界面。
图7为本发明实施例的自定义校准过程交互流程图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例及附图对一种利用Autocal TCP校准设备测量多种规格工具TCP的方法进行详细的描述，以使其更加清楚。
Autocal TCP校准设备的校准过程总共有两步：1、初始化，需测量8个点和1个横向扫描，即set0-set3，p1-p4，pz。2、校准，Autocal机器人在线校准方案中一个测量循环包括4个点和1个横向扫描，即p1-p4，pz。校准过程中的目标点位不能与初始化中的点位相差太大，否则系统会报错，因此初始化与校准过程的机器人示教程序应该对应。
按照工具长度，将所有工具分成若干组，每组最大刀长差基本相同，在TCP校准设备的激光平面找到一个合适的位置，保证在测量横向扫描pz时最短工具与最长工具都不会超出TCP校准设备的激光长度。
本项目中共有j种工具，按照长度分为i组，每组最大刀长差为L，分组如图1所示。
1、自定义自动校准流程
机器人程序共三段，acinit(初始化过程)、acmsr(校准工具坐标系的XY)、acz(校准工具坐标系的Z)。每组中使用初始化标定工具进行acmsr、acz的机器人点位示教。校准开始先执行一次acz，并将当前工具所在分组的初始工具坐标系发送给机器人更新工具坐标系，这样能保证执行acz时工具一定在激光范围内。先补偿TCP的Z值，这样才能保证执行acmsr的时候工具能被激光照射到。同时向TCP校准设备发送切换文件夹的指令，然后按照acmsr-acz做循环测量。
2、机器人流程设计
在机器人编程中定义一个字节代表步骤。一个数字量输出表示机器人到位，开始测量信号。一个数字量输入表示测量完成，机器人开始运动的信号。上位机人机交互界面根据步骤号区分操作。步骤号含义如图2所示。acinit程序设计如图3所示。acmsr程序结构设计如图4所示。acz程序结构设计如图5所示。
步骤号含义
1 Set0
2 Set1
3 Set2
4 Set3
5 Reset
6 P1
7 P2
8 P3
9 P4
10 PZ
11 初始化计算开始
12 初始化计算结果获取
13 校准计算开始
14 校准计算结果获取。
如图3所示，acinit程序的流程包括按照次序执行步骤号1、2、3、4、6、7、8、9、11、12。每一个步骤的执行过程：发出步骤号和机器人到位指令，然后等待测量完成信号，待收到测量完成信号后开始执行下一个步骤。
如图4所示，acmsr程序的流程包括按照次序执行步骤号5、6、7、8、9、13、14。每一个步骤的执行过程：发出步骤号和机器人到位指令，然后等待测量完成信号，待收到测量完成信号后开始执行下一个步骤。
如图5所示，acz程序流程包括按照次序执行步骤号10、13、14。发出步骤号10和机器人到位指令后，然后等待测量完成信号，待收到测量完成信号后执行：PTP开始扫描点-PTP结束扫描点-PTP过渡点，之后发出步骤号13和机器人到位指令，然后等待测量完成信号，待收到测量完成信号后执行步骤号14。
3、上位机人机交互界面设计
上位机人机交互界面的设计如图6所示。涉及到4个数据库，分别为：1、工具分类数据库，包括末端执行器号、工具类型、规格等。2、初始化工具坐标系，包括末端执行器号、分类号、工具坐标系的XYZABC值。3、工具坐标系，保存校准完成的各工具的工具坐标系，包括末端执行器号、工具类型、规格、工具坐标系XYZABC值。4、工具信息数据库，包括名称、规格、长度。
数据库操作步骤如下：1、根据当前工具名称检索工具信息数据库，得出当前工具的规格。2、根据当前工具类型与规格检索工具分类数据库，得出当前工具的分类号，将此分类号发送给TCP校准设备。3、根据分类号检索初始化工具坐标系，将坐标系XYZABC值发送给机器人。
4、自定义校准流程交互
自定义校准流程，上位机人机交互界面(人机交互装置)、机器人程序、TCP校准设备三者的信息交互流程如图7所示：机器人开始-发出滑台零位判断信号，人机交互装置采集滑台零位信号，若在零位则发出零位确认信号，若不在则报警。机器人收到零位确认信号后，发出激光开关信号，人机交互装置收到该信号后向Aoutocal TCP出来开关的字符串，Aoutocal TCP开关激光并发出反馈信号，机器人确认激光打开后，更新工具坐标系，校准Z值(Acz)，校准完毕后开始循环执行校准过程Acmsr-Acz,每一次循环执行后向人机交互装置发出是否完成校准的信号，根据上一次的校准过程判断校准是够完成，发出true orfalse的信号，若为false则再次执行校准过程，若为true则机器人归零。

Claims (6)

1.一种测量多种规格工具TCP的方法，利用Autocal TCP校准设备进行测量，其特征在于：首先校准一次工具坐标系的Z值，然后再按照Autocal机器人在线校准方案的校准循环进行测量。
2.根据权利要求1所述一种测量多种规格工具TCP的方法，其特征在于：建立人机交互装置和Autocal TCP进行通讯，打破Autocal TCP校准的固化程序，通过人机交互装置编辑并发送指令控制Autocal TCP完成初始化和校准过程。
3.根据权利要求1所述一种测量多种规格工具TCP的方法，其特征在于：校准程序共三段，acinit-初始化过程、acmsr-校准工具坐标系的XY、acz-校准工具坐标系的Z；每组中校准开始先执行一次acz，然后按照acmsr-acz做循环测量。
4.根据权利要求1所述一种测量多种规格工具TCP的方法，其特征在于：将工具分成若干组，每组最大刀长差基本相同,在TCP校准设备的激光平面找到一个合适的位置，保证在每组测量横向扫描pz时最短工具与最长工具都不会超出TCP校准设备的激光长度。
5.根据权利要求3所述一种测量多种规格工具TCP的方法，其特征在于：初始化过程acinit包括：一、set0-set3，三点法；二、p1-p4四点法；三、pz横向轮廓扫描法。
6.根据权利要求3所述一种测量多种规格工具TCP的方法，其特征在于：人机交互装置接收到机器人发出的滑台零位信号后，向Autocal TCP校准设备发出开启激光信号，然后开始更新工具坐标系，执行acz校准Z值，校准完Z值后循环执行acmsr-acz的校准过程。
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