CN110549335A - 一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人 - Google Patents

一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN110549335A
CN110549335A CN201910759787.2A CN201910759787A CN110549335A CN 110549335 A CN110549335 A CN 110549335A CN 201910759787 A CN201910759787 A CN 201910759787A CN 110549335 A CN110549335 A CN 110549335A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reduction ratio
articulated arm
joint
motor
automatic calibration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910759787.2A
Other languages
English (en)
Inventor
马章宇
孔令超
金明亮
钟成堡
崔中
程顺鹏
章幂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Original Assignee
Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai filed Critical Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
Priority to CN201910759787.2A priority Critical patent/CN110549335A/zh
Publication of CN110549335A publication Critical patent/CN110549335A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric
    • B25J9/126—Rotary actuators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1628—Programme controls characterised by the control loop
    • B25J9/1653—Programme controls characterised by the control loop parameters identification, estimation, stiffness, accuracy, error analysis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明提供了一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人，方法为通过获取上一关节臂的电机转速和下一关节臂的转速，然后利用公式计算实时的减速比，本发明实现了机器人关节减速比的自动标定，使在机器人使用过程中，自动监测各关节减速比，并进行标定，以提高机器人的性能。

Description

一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人。
背景技术
随着经济的飞速发展，越来越多的工业领域向自动化方向发展，随着自动化程度的加深，工业机器人的需求量也越来越大。由于机器人本体存在包括制造、维修、装配误差，传动误差，磨损，柔顺性等诸多因素的影响，而这些因素的影响直接导致控制器中的内部名义运动学模块不能准确描述末端执行器实际位姿与机器人各结构参数之间的关系，从而使得末端执行器发生偏移，并产生位姿误差。因此，需要通过机器人标定方法对控制器中的相关参数误差进行辨识或补偿，从而使得位姿准确度性能得到增强，关节减速比便是其中一项关键参数。
通常情况下，机器人标定需借助外部设备，如激光跟踪仪、拉线仪等，对机器人进行标定测试，然后将标定的结果手工输入机器人控制器中进行标定。该方法操作复杂，并且是在机器人出厂时，或者机器人性能较差时才会进行标定，且无法实现自动标定。
因此，为解决上述标定操作复杂，需要一种简单的关节减速比自动标定方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人，使机器人在使用过程中，自动监测各关节减速比，并进行标定，以提高机器人的性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种关节减速比自动标定方法，通过获取上一关节臂的电机转速和下一关节臂的转速，然后利用公式计算实时的减速比，公式如下： ，其中V电机表示电机的转速，V关节臂表示下一关节臂的转速，n为某一时间段内监测的次数。
进一步的，上一关节臂上安装有电机，电机自带的电机编码器获取上一关节臂的电机转速。
进一步的，下一关节臂的转速通过安装在线缆管上的关节臂编码器获得。
一种关节减速比自动标定控制系统，包括机器人控制器，所述机器人控制器包括减速比识别模块和运动学模块，所述减速比识别模块在工作时实现以上任一项的关节减速比自动标定方法。
进一步的，所述减速比识别模块分别与电机编码器、关节臂编码器通信，实时监测电机的转速和下一关节臂的转速，并计算出实时的减速比。
进一步的，减速比识别模块将计算得到的实际减速比传输到运动学模块中，运动学模块根据实际减速比修正，进而实现机器人关节减速比的自动标定。
一种机器人，包括上一关节臂和下一关节臂，上一关节臂与下一关节臂通过连接机构装配， 所述上一关节臂上安装有电机，所述电机上自带有电机编码器，所述下一关节臂上安装有关节臂编码器，电机编码器用于获取电机的转速，关节臂编码器用于获取下一关节臂的转速。
进一步的，所述连接机构包括第一同步带轮、连接法兰、减速机、第二同步带轮和线缆管，所述第一同步带轮与电机的输出轴连接，所述第二同步带轮通过同步带与第一同步带轮连接，第二同步带轮通过连接法兰与减速机连接，所述线缆管安装在下一关节臂上。通过连接机构实现了机器人上一关节臂和下一关节臂的连接，保证了上一关节臂到下一关节臂的传动平顺。
进一步的，所述关节臂编码器安装在线缆管上，关节臂编码器用于检测下一关节臂的转速，线缆管用于保护线缆。
进一步的，还包括如权利要求以上任一项所述的关节减速比自动标定控制系统。
本发明提供的一种关节减速比自动标定方法、系统及其机器人的有益效果在于：解决了工业机器人标定方法复杂，无法进行自动标定等问题，实现了机器人关节减速比自动标定，有效提高了机器人的性能。
附图说明
图1为本发明的机器人结构图；
图2为本发明的控制系统示意图。
图中：1、电机编码器；2、上一关节臂；3、电机；4、第一同步带轮；5、连接法兰；6、减速机；7、关节臂编码器；8、第二同步带轮；9、线缆管；10、下一关节臂；300、机器人控制器；301、减速比识别模块；302、运动学模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。
实施例1：一种关节减速比自动标定方法。
一种关节减速比自动标定方法，通过上一关节臂2上的电机3自带的电机编码器1获取电机3的转速，以及下一关节臂10上的关节臂编码器7获取下一关节臂10的转速，然后利用公式计算实时的减速比，V电机表示电机3的转速，V关节臂表示下一关节臂10的转速，n为某一时间段内监测的次数。
实施例2:一种关节减速比自动标定方法。
在实施例1的基础上，通过上一关节臂2上的电机3自带的电机编码器1获取3次电机3的转速分别为5000rpm，4500rpm， 3000rpm，下一关节臂10上的关节臂编码器7获取3次下一关节臂10的转速49rpm ，44rpm，29rpm，利用公式算出减速比==102.5873。
实施例3：一种关节减速比自动标定方法。
在实施例2的基础上，通过上一关节臂2上的电机3自带的电机编码器1获取6次电机3的转速分别为5000rpm，4500rpm，3000rpm，2045rpm，1738rpm，1533rpm，下一关节臂10上的关节臂编码器7获取6次下一关节臂10的转速49rpm ，44rpm，29rpm，20rpm，17rpm，15rpm，利用公式算出减速比==102.4079。
实施例4：一种关节减速比自动标定控制系统，参见图2所示。
一种关节减速比自动标定控制系统，包括机器人控制器300，所述机器人控制器300包括减速比识别模块301和运动学模块302，减速比识别模块301和运动学模块302分别作为机器人控制器300的一部分，两者可进行通信，所述减速比识别模块301分别与电机编码器1、关节臂编码器7通信，实时监测电机3的转速和下一关节臂10的转速，并利用公式计算出实时的减速比。
减速比识别模块301将计算得到的实际减速比传输到运动学模块302中，运动学模块302根据实际减速比修正，进而实现机器人关节减速比的自动标定。
实施例5：一种机器人，参见图1所示。
一种机器人，包括上一关节臂2和下一关节臂10，上一关节臂2与下一关节臂10通过连接机构装配，所述连接机构包括第一同步带轮4、连接法兰5、减速机6、第二同步带轮8和线缆管9，上一关节臂2上通过螺钉安装有电机3，电机3上自带有电机编码器1，用于接收机器人控制器300发出的运动指令以及反馈实际运行情况，即转速等，第一同步带轮4与电机3的输出轴连接，第二同步带轮8通过同步带与第一同步带轮8连接，第二同步带轮8通过连接法兰5与减速机6连接，线缆管9通过螺钉安装在下一关节臂10上，用于保护线缆，关节臂编码器7安装在线缆管9上，用于检测下一关节臂10的转速。
本实施例还包括实施例2所述的一种关节减速比自动标定控制系统。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种关节减速比自动标定方法，其特征在于，通过获取上一关节臂的电机转速和下一关节臂的转速，然后利用公式计算实时的减速比，公式如下：，其中V电机表示电机的转速，V关节臂表示下一关节臂的转速，n为某一时间段内监测的次数。
2.如权利要求1所述的关节减速比自动标定方法，其特征在于：所述上一关节臂上安装有电机，所述电机自带的电机编码器获取所述上一关节臂的电机转速。
3.如权利要求2所述的关节减速比自动标定方法，其特征在于：所述下一关节臂的转速通过安装在线缆管上的关节臂编码器获得。
4.一种关节减速比自动标定控制系统，包括机器人控制器，所述机器人控制器包括减速比识别模块和运动学模块，其特征在于，所述减速比识别模块在工作时实现权利要求1-3任一项的关节减速比自动标定方法。
5.如权利要求4所述的关节减速比自动标定控制系统，其特征在于：所述减速比识别模块分别与所述电机编码器、所述关节臂编码器通信，实时监测所述电机的转速和下一关节臂的转速，并计算出实时的减速比。
6.如权利要求5所述的关节减速比自动标定控制系统，其特征在于：所述减速比识别模块将计算得到的实际减速比传输到运动学模块中，所述运动学模块根据实际减速比修正，进而实现机器人关节减速比的自动标定。
7.一种机器人，包括上一关节臂和下一关节臂，所述上一关节臂与所述下一关节臂通过连接机构装配，其特征在于：所述上一关节臂和所述下一关节臂上均设置有转速传感器。
8.如权利要求7所述的机器人，其特征在于：所述上一关节臂上安装有电机，所述电机上自带有电机编码器，所述下一关节臂上安装有关节臂编码器。
9.如权利要求8所述的机器人，其特征在于：所述连接机构包括第一同步带轮、连接法兰、减速机、第二同步带轮和线缆管，所述第一同步带轮与所述电机的输出轴连接，所述第二同步带轮通过同步带与所述第一同步带轮连接，所述第二同步带轮通过所述连接法兰与所述减速机连接，所述线缆管安装在所述下一关节臂上。
10.如权利要求7-9任一项所述的机器人，其特征在于：还包括如权利要求4-6任一项所述的关节减速比自动标定控制系统。
CN201910759787.2A 2019-08-16 2019-08-16 一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人 Pending CN110549335A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910759787.2A CN110549335A (zh) 2019-08-16 2019-08-16 一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910759787.2A CN110549335A (zh) 2019-08-16 2019-08-16 一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110549335A true CN110549335A (zh) 2019-12-10

Family

ID=68737749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910759787.2A Pending CN110549335A (zh) 2019-08-16 2019-08-16 一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110549335A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101461627B1 (ko) * 2013-10-07 2014-11-20 주식회사 오토파워 감속기 출력축의 절대위치 검출방법
CN104723353A (zh) * 2013-12-19 2015-06-24 珠海格力电器股份有限公司 机器人的枢转关节及具有其的机器人
EP2916186A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-09 The University of Tokyo Control device, control method and control program
CN105317990A (zh) * 2015-12-08 2016-02-10 潍柴动力股份有限公司 一种变速箱档位标定的方法和系统
CN106596999A (zh) * 2015-10-20 2017-04-26 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种机器人减速比的测试方法
CN107406237A (zh) * 2015-02-19 2017-11-28 德国施维英有限公司 臂架末端的位置控制
CN107677477A (zh) * 2017-10-26 2018-02-09 苏州乐轩科技有限公司 马达及减速装置的损坏侦测系统及损坏侦测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101461627B1 (ko) * 2013-10-07 2014-11-20 주식회사 오토파워 감속기 출력축의 절대위치 검출방법
CN104723353A (zh) * 2013-12-19 2015-06-24 珠海格力电器股份有限公司 机器人的枢转关节及具有其的机器人
EP2916186A1 (en) * 2014-03-07 2015-09-09 The University of Tokyo Control device, control method and control program
CN107406237A (zh) * 2015-02-19 2017-11-28 德国施维英有限公司 臂架末端的位置控制
CN106596999A (zh) * 2015-10-20 2017-04-26 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种机器人减速比的测试方法
CN105317990A (zh) * 2015-12-08 2016-02-10 潍柴动力股份有限公司 一种变速箱档位标定的方法和系统
CN107677477A (zh) * 2017-10-26 2018-02-09 苏州乐轩科技有限公司 马达及减速装置的损坏侦测系统及损坏侦测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1882922B1 (en) Method of diagnosing abnormality of reduction gear and apparatus for carry out the method
US7735374B2 (en) Equipment comprising at least one rotary member and means for measuring vibrational frequencies of said member to determine its wear condition, corresponding control unit and method
CN106346486B (zh) 一种六轴协作机器人多回路控制系统及其控制方法
CN109605344B (zh) 一种多自由度开环步进串联机械臂及其控制方法
CN105522563A (zh) 多关节机器人
EP3763493A1 (en) Robot control device, abnormality diagnosing method, and abnormality diagnosing program
CN110369986B (zh) 一种用于微小螺纹副自动装配装置
CN110549335A (zh) 一种关节减速比自动标定方法、控制系统及其机器人
CN207468167U (zh) 一种核废料桶的全自动取、封盖装置
JPH07100781A (ja) 多関節型ロボット
WO2021059341A1 (ja) 角度伝達誤差測定装置
CN209745562U (zh) 可进行预测性维护的减速机测试台
CN114723160B (zh) 一种用于在机检测的测量路径规划方法
CN208342839U (zh) Scara机器人
CN111086023A (zh) 基于工业机器人内部温度的定位精度补偿方法及其使用方法
CN216633271U (zh) 格栅装配夹爪装置及其基于视觉检测的系统
CN116330287A (zh) 在役精度智能诊断校准的工业机器人系统及诊断校准方法
CN107848055A (zh) 基于机械手和测量臂的焊接系统及其焊接方法
Autsou et al. Influence of Different Tooth Belt Transmission Faults on the Work of a Cartesian Robot
CN209102022U (zh) 转子同心度自动化检测装置
CN207290153U (zh) 机械关节结构
CN207058609U (zh) 视觉检测铰链自动安装机构
CN114918640B (zh) 一种变速箱自动装配机器人及装配方法
CN204064934U (zh) 视觉检测装置
CN220128834U (zh) 一种工业机器人制造用检测设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191210