CN110497417A - 一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人 - Google Patents

一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人 Download PDF

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李宏达
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人，包括高精度三维空间定位系统、多轴机器人、终端控制系统；所述三维空间定位系统包括高精度定位探针、激光定位基站、定位辅助模块；所述多轴机器人包括末端轴和机器人本体；终端控制系统处理坐标信息，控制机器人的加工轨迹。该发明使用低成本毫米级定位系统从外部对机器人工具中心点进行毫米级精准定位可形成闭环控制，使机器人精度更加准确可靠。

Description

一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人
技术领域
本发明涉及多轴机器人空间定位领域。
背景技术
随着柔性化生产在智能制造领域的需求越来越迫切，基于多轴机器人的应用逐渐开始普及。目前此类多轴机器人多采用示教编程，虽然精度在一定范围能得到保证，但操作复杂，需要专业操作人员花费大量时间进行程序编写、检测，而且难以对复杂的运动轨迹进行编程。少数大公司会使用激光跟踪仪对多轴机器人进行标定，采用离线编程方案来实现高精度的轨迹跟踪，但是这种方案成本极其高昂，难以大规模普及。此外，随着时间的推移，关节磨损、温差变化、受力变化等各种因素影响，原先标定的参数发生变化，机器人的精度会发生恶化，影响工作质量。
发明内容
一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人，包括高精度三维空间定位系统、多轴机器人、终端控制系统；
所述高精度三维空间定位系统，包括高精度定位探针、激光定位基站与定位辅助模块，激光定位基站放置在多轴机器人周围，发出激光信号；定位辅助模块位于末端轴上。
所述激光定位基站包括激光发射部件和编码控制器，激光发射部件可发射面激光，编码控制器可对激光发射部件进行编码，可编入角度和激光发射部件序号。
所述多轴机器人包括末端轴和机器人本体，末端轴可以根据实际生产需求更换不同型号。
所述终端控制系统处理使用工具及机器人坐标信息，控制机器人的加工轨迹。
所述定位辅助装置上安装有多个传感器，用以接收激光发射装置所发射的激光，根据激光信号坐标以及使用工具的三维数据，即可得出使用工具的中心端点。
所述的一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人，高精度定位探针上安装多个传感器可接收激光信号，可对使用工具中心点坐标进行标定校准。
附图说明
图1为是本发明的结构图。
具体实施方式
一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人，包括高精度三维空间定位系统、多轴机器人、终端控制系统。
所述多轴机器人包括末端轴和机器人本体，末端轴上连接使用工具可根据不同生产需求进行切换。
所述三维空间定位系统包括高精度定位探针、激光定位基站、定位辅助模块。
所述激光定位基站放置在机器人周围区域，定位辅助模块固定在末端轴上，定位辅助模块上的传感器接收激光定位基站发出的激光，从而计算出多轴机器人的使用工具中心点精确位置并获得多轴机器人使用工具的姿态，终端控制系统获得多轴机器人的工具中心点精确位置和多轴机器人使用工具的姿态信息从而实现对多轴机器人的闭环控制。
所述高精度定位探针获得待加工工件的多个特征点在高精度定位系统下的精确位置坐标，终端控制系统获得位置信息，并通过结合多个特征点的位置信息与待加工工件的三维模型，可将待加工工件在工作坐标系下的精确位置与姿态显示在多轴机器人所在虚拟环境中。
当终端控制系统得到待加工工件在工作坐标系下的精确位置与姿态信息后，终端控制系统会结合三维图形上在待加工轨迹自动取点进而得出加工轨迹与使用工具对应的姿态，并进行轨迹优化生成最优加工轨迹，提高工作效率。在虚拟环境中进行仿真，观察多轴机器人使用工具的运动轨迹与姿态，有问题作微调修改。

Claims (4)

1.一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人，包括高精度三维空间定位系统、多轴机器人、终端控制系统；
所述多轴机器人包括末端轴和机器人本体，末端轴前端连接使用工具，可以根据实际生产需求更换不同型号；
所述高精度三维空间定位系统，包括高精度定位探针、激光定位基站与定位辅助模块，激光定位基站放置在多轴机器人周围，发出激光信号；定位辅助模块位于末端轴上；
所述终端控制系统处理使用工具及机器人坐标信息，控制机器人的加工轨迹。
2.根据权利要求1所述的一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人，其特征在于：所述激光定位基站包括激光发射部件和编码控制器，激光发射部件可发射面激光，编码控制器可对激光发射部件进行编码，可编入角度和激光发射部件序号。
3.根据权利要求1所述的一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人，其特征在于：定位辅助装置上安装有多个传感器，用以接收并读取激光发射装置所发射的激光和编码信息，根据激光信号坐标以及使用工具的三维数据，即可得出使用工具的中心端点。
4.根据权利要求1所述的一种基于高精度三维空间定位系统的多轴机器人，高精度定位探针上安装多个传感器可接收激光信号，当定位探针移动到任意位置时都可对此位置进行坐标定位，亦可对使用工具中心点和待加工工件坐标进行标定校准。
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