CN112109073B - 一种机器人离线程序的修正装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人离线程序的修正装置及方法，所述机器人离线程序的修正装置包括探针、基准块和固定件，所述基准块的数量为至少三个，所述探针用于对准基准块的中心点，所述基准块的上表面为平面，所述基准块上设有与所述固定件配合的固定孔，所述基准块通过所述固定件安装在工装上。通过将基准块的表面为平面，作为平面参考，更利于现场调试中找基准点，本发明的机器人离线程序的修正装置结构简单，安装精度高，误差小，且便于操作，提高了工作效率。

Description

一种机器人离线程序的修正装置及方法

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种机器人离线程序的修正装置及方法。

背景技术

机器人编程主要有现场示教和离线编程两种方式，现场示教由操作人员手持示教器驱动机器人运动，记录每个运动点继而获得一条安全的机器人运动路径。由于依据现场环境产生运动路径，因此示教方式更安全可靠，但对操作员技术要求高且效率低下。随着机器人工作环境日益复杂、工作效率日趋提高，现场示教方式显然已无法适应，机器人离线编程应势而生。通过在仿真环境中导入产品、工装、工具和机器人模型，构建虚拟的机器人加工系统，以机器人运动学、动力学模型为基础在任务驱动下产生一条安全无碰撞、满足各种性能指标要求的机器人运动程序。离线编程系统可以极大地简化机器人编程进程，提高编程效率，是实现系统集成的必要的软件支撑系统。

由于机器人现场安装位置和仿真环境的位置不能完全一致，导致仿真导出的离线程序存在误差，不能直接使用，目前常用的修正方法有：1、三坐标测量实际安装的机器人和工装的位置，以此数值调整仿真环境中机器人和工装的相对位置，并重新导出离线程序；2、使用焊枪的电极帽对准工装定位销或定位块，共取三个基准点，以此计算位置差值。但是三坐标测量耗时多、操作繁琐，不利于现场实施，使用电极帽找基准点的误差大。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种机器人离线程序的修正装置及方法，旨在解决现有的修正方法耗时多、操作繁琐，不利于现场实施、误差大的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种机器人离线程序的修正装置，包括探针、基准块和固定件，所述基准块的数量为至少三个，所述探针用于对准基准块的中心点，所述基准块的上表面为平面，所述基准块上设有与所述固定件配合的固定孔，所述基准块通过所述固定件安装在工装上。

优选地，所述基准块的上表面设有第一槽和第二槽，所述第一槽和第二槽分别设置在所述基准块的两条相交的中心线上。

优选地，所述第一槽包括两条相对的第一分槽，所述第二槽包括两条相对的第二分槽，所述第一分槽和第二分槽面对所述基准块的中心点的一端均为V形端，所述V形端的底端位于所述基准块的中心点。

优选地，所述固定孔的数量为两个，两个所述固定孔对称设置在所述基准块上。

优选地，所述固定孔为螺纹孔，所述固定件为紧固螺栓。

优选地，所述机器人离线程序的修正装置还包括定位件，所述基准块上设有与所述定位件配合的定位孔。

优选地，所述定位孔的数量为两个，两个所述定位孔对称设置在所述基准块上。

优选地，所述基准块为方形块。

此外，本发明还提供一种机器人离线程序修正方法，采用上述所述的机器人离线程序的修正装置，所述机器人离线程序修正方法包括以下步骤：

在机器人的工具端安装探针；

在工装上安装三个基准块，所述三个基准块构成一个平面；

在所述机器人的离线程序的仿真软件中以所述三个基准块对应的三个理论路径点制作第一路径；

控制所述探针分别到达所述工装上的三个基准块的中心点，以三个所述中心点为实际路经点制作第二路径；

将所述离线程序导入所述机器人中，分别录入三个所述理论路经点和三个所述实际路经点，控制所述机器人对比计算所述理论路经点和相应的实际路经点的差值，通过所述差值对所述离线程序进行补偿修正。

优选地，所述理论路经点和相应的实际路经点的差值包括平移差值和角度差值。

本发明技术方案中，三个基准块通过固定件安装在工装上，这三个基准块构成一个平面，将探针安装到机器人的工具端上，机器人离线程序的仿真软件中以所述三个基准块对应的三个理论路经点制作第一路径，然后控制机器人上的探针到达工装上的三个基准块的中心点，以三个所述中心点为实际路经点制作第二路径，将所述离线程序导入所述机器人中，分别录入三个所述理论路经点和三个所述实际路经点，控制所述机器人对比计算所述理论路经点和相应的实际路经点的差值，通过所述差值对所述离线程序进行补偿修正。通过将基准块的表面为平面，作为平面参考，更利于现场调试中找基准点，本发明的机器人离线程序的修正装置结构简单，安装精度高，误差小，且便于操作，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例的机器人离线程序的修正装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的机器人离线程序的修正装置的部分结构示意图；

图3为本发明实施例的机器人离线程序的修正装置在工装上的分布示意图；

图4为本发明实施例安装了探针的滚头结构示意图；

图5为本发明实施例的机器人离线程序的修正方法的流程图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	基准块	11	固定孔
12	定位孔	13	第一槽
				131	第一分槽	14	第二槽
141	第二分槽	2	探针
				3	固定件	4	定位件
5	工装	6	滚头

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明所指的“上下”是以图1所示的方位为基准，即本发明所指的“上下”对应图1的上下方位。

本发明提出一种机器人离线程序的修正装置，如图1所示，包括探针2、基准块1和固定件3，基准块1的数量为至少三个，探针2用于对准基准块1的中心点，基准块1的上表面为平面，基准块1上设有与固定件3配合的固定孔11，基准块1通过固定件3安装在工装5上。

将基准块1的上表面设置为平面，有利于现场调试中找准基准点，提高精度，减小误差。三个基准块1可以构成一个平面，因此在对离线程序进行补偿修正时，如图4所示，将探针2安装到机器人的工具端上(如滚边滚头6)，在现场环境中，如图3所示，操作安装有探针2的机器人到达工装5上的三个基准块1的中心点，并记录至路径程序中，在机器人仿真软件中以三个基准块1的中心为目标点，制作一条路径分别包含这三个目标点，然后将离线程序导入机器人中，如FANUC(发那科)机器人，使用Program Shift(程序偏移)功能，分别录入以上三个点，机器人自动对比计算位置的差值并完成对离线程序的补偿修正。

本发明的机器人离线程序的修正装置结构简单，稳定可靠，利于高精度加工制造，安装精度高，基准块1的表面作为平面参考，有利于现场调试中找准基准点(基准块1的中心点)，便于操作，减小误差，提高了工作效率。

具体地，如图1所示，基准块1的上表面设有第一槽13和第二槽14，第一槽13和第二槽14分别设置在基准块1的两条相交的中心线上。第一槽13和第二槽14相交处即为基准块1的中心点，第一槽13和第二槽14作为线参考，更有利于现场调试中找准基准点，便于操作，进一步提高精度，减小误差。本实施例中的第一槽13和第二槽14相互垂直，将基准块1分为对称结构，更有利于探针2找准基准点。当然，在其它实施例中，第一槽13和第二槽14也可以不垂直，只要使它们的交点为基准块1的中心点即可。

更具体地，如图2所示，第一槽13包括两条相对的第一分槽131，第二槽14包括两条相对的第二分槽141，第一分槽131和第二分槽141面对基准块1的中心点的一端均为V形端，V形端的底端位于基准块1的中心点。第一分槽131和第二分槽141的V形端的汇集点即为基准块1的中心点，探针2的针头只要触碰至该汇集点，就找准了基准点，操作简单，快速高效。

本实施例的固定孔11的数量为两个，两个固定孔11对称设置在基准块1上。由于基准块1被第一槽13和第二槽14分为四个对称部分，可将两个固定孔11设置在位于对角的两个部分，提高基准块1的稳定牢固性。

优选地，固定孔11为螺纹孔，固定件3为紧固螺栓，结构简单，便于操作且成本低。

本实施例的机器人离线程序的修正装置还包括定位件4，基准块1上设有与定位件4配合的定位孔12。定位件4可以选择定位销，通过定位销和定位孔12的配合能够进一步提高基准块1的安装精度。

更优选地，定位孔12的数量为两个，两个定位孔12对称设置在基准块1上。两个固定孔11位于对角的两部分，两个定位孔12位于另一对角的两部分，分布均匀，提高安装精度。

本实施例的基准块1为方形块，结构简单，在其它实施例中还可以将基准块1设置为圆形，在此对于基准块1的形状不作具体的限定。

此外，本发明还提供一种机器人离线程序修正方法，如图5所示，采用上述的机器人离线程序的修正装置，机器人离线程序修正方法包括以下步骤：

S11、在机器人的工具端安装探针2；

S12、在工装5上安装三个基准块1，三个基准块1构成一个平面；

S13、在机器人的离线程序的仿真软件中以三个基准块1对应的三个理论路径点制作第一路径；

S14、控制探针2分别到达工装5上的三个基准块1的中心点，以三个中心点为实际路经点制作第二路径；

S15、将离线程序导入机器人中，分别录入三个理论路经点和三个实际路经点，控制机器人对比计算理论路经点和相应的实际路经点的差值，通过差值对离线程序进行补偿修正。

该机器人可以为FANUC机器人，机器人的工具端可以为滚边滚头6，将离线程序导入机器人中，使用其Program Shift功能，分别录入三个理论路经点和三个实际路经点，机器人自动对比计算位置的差值并完成对离线程序的补偿修正。

本实施例的理论路经点和相应的实际路经点的差值包括平移差值和角度差值。仿真环境记录了三个理论值的位置，即一个理论平面。实际环境中记录的三个实际值，所形成的平面与理论平面有偏差。这个偏差包含x、y、z、w、p、r。其中x、y、z分别是三维坐标平移的记录，w、p、r分别是绕x、y、z旋转的角度。录入六个点后，机器人自带分析计算功能，可以计算出这个偏差的x、y、z、w、p、r数值，并可以为程序中的每个路径点叠加偏移的数值，实现补偿修正。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种机器人离线程序的修正装置，其特征在于，包括探针、基准块和固定件，所述基准块的数量为至少三个，所述探针用于对准基准块的中心点，所述基准块的上表面为平面，所述基准块上设有与所述固定件配合的固定孔，所述基准块通过所述固定件安装在工装上；

所述基准块的上表面设有第一槽和第二槽，所述第一槽和第二槽分别设置在所述基准块的两条相交的中心线上；

所述第一槽包括两条相对的第一分槽，所述第二槽包括两条相对的第二分槽，所述第一分槽和第二分槽面对所述基准块的中心点的一端均为V形端，所述V形端的底端位于所述基准块的中心点。

2.如权利要求1所述的机器人离线程序的修正装置，其特征在于，所述固定孔的数量为两个，两个所述固定孔对称设置在所述基准块上。

3.如权利要求2所述的机器人离线程序的修正装置，其特征在于，所述固定孔为螺纹孔，所述固定件为紧固螺栓。

4.如权利要求1～3中任一项所述的机器人离线程序的修正装置，其特征在于，所述机器人离线程序的修正装置还包括定位件，所述基准块上设有与所述定位件配合的定位孔。

5.如权利要求4所述的机器人离线程序的修正装置，其特征在于，所述定位孔的数量为两个，两个所述定位孔对称设置在所述基准块上。

6.如权利要求1～3中任一项所述的机器人离线程序的修正装置，其特征在于，所述基准块为方形块。

7.一种机器人离线程序修正方法，其特征在于，采用如权利要求1～6中任一项所述的机器人离线程序的修正装置，所述机器人离线程序修正方法包括以下步骤：

在机器人的工具端安装探针；

在工装上安装三个基准块，所述三个基准块构成一个平面；

在所述机器人的离线程序的仿真软件中以所述三个基准块对应的三个理论路经 点制作第一路径；

控制所述探针分别到达所述工装上的三个基准块的中心点，以三个所述中心点为实际路经点制作第二路径；

将所述离线程序导入所述机器人中，分别录入三个所述理论路经点和三个所述实际路经点，控制所述机器人对比计算所述理论路经点和相应的实际路经点的差值，通过所述差值对所述离线程序进行补偿修正。

8.如权利要求7所述的机器人离线程序修正方法，其特征在于，所述理论路经点和相应的实际路经点的差值包括平移差值和角度差值。

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