CN113319833A - 直角坐标机器人标定方法及装配系统 - Google Patents

直角坐标机器人标定方法及装配系统 Download PDF

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CN113319833A CN202110546623.9A CN202110546623A CN113319833A CN 113319833 A CN113319833 A CN 113319833A CN 202110546623 A CN202110546623 A CN 202110546623A CN 113319833 A CN113319833 A CN 113319833A
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Abstract

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种直角坐标机器人标定方法及装配系统，直角坐标机器人标定方法包括：采集直角坐标机器人确定标定块上的第一标定点和第二标定点时的第一位置坐标和第二位置坐标，采集直角坐标机器人确定标定块上的第三标定点和第四标定点时的第三位置坐标和第四位置坐标；根据第一位置坐标、第二位置坐标、第三位置坐标和第四位置坐标，获得直角坐标机器人的坐标系相对于工作模台的坐标系的偏移角度；根据偏移角度和目标点的理论坐标，获得直角坐标机器人确定目标点时的实际位置坐标。定期自动标定直角坐标机器人误差，检测直角坐标机器人定位精度，节省人工标定时间，提高设备加工精度，快速恢复生产，减少后续维护时间。

Description

直角坐标机器人标定方法及装配系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种直角坐标机器人标定方法及装配系统。
背景技术
直角坐标机器人作为一种结构简单的自动化机器人，被广泛应用到各种工业领域。在装配式建筑生产工厂，由于PC(Precast Concrete预制混凝土)产线的特殊性，各模台为流动生产模式，实际工件要求按照产线坐标系进行生产，但直角坐标机器人的X和Y轴在装配时，存在斜交等误差，导致X方向移动时会产生不必要的Y向移动。直角坐标机器人在安装时存在偏移误差、标度不准确、斜交误差等，同时对于流动生产线设备，需要机器人在对应模台上进行生产，安装时也无法保证直角坐标机器人X和Y轴与产线绝对平行，新设备安装或设备发生碰撞后都需要重新标定。因此安装完成后需要人工划线测量误差值，并计算相关偏移角度，存在时长，自动化程度低等缺点。
现有技术均是针对桁架出厂调试且对流动式工作台并无针对性研究，造成直角坐标机器人出厂后与实际产线存在角度偏差，实际生产中无法按照产线坐标系进行生产。需要人工现场测量相关数据计算相关角度偏差，耗时较长，当机器人发生碰撞后，因无参照物，重现标定很难恢复与被撞之前一致。
发明内容
本发明提供一种直角坐标机器人标定方法，包括：
获取直角坐标机器人确定标定点时的位置坐标：
采集直角坐标机器人确定标定块上的第一标定点时的第一位置坐标，采集直角坐标机器人确定标定块上的第二标定点时的第二位置坐标；其中，第一标定点和第二标定点的连线平行于工作模台的坐标系X方向；
采集直角坐标机器人确定标定块上的第三标定点时的第三位置坐标，采集直角坐标机器人确定标定块上的第四标定点时的第四位置坐标；其中，第三标定点和第四标定点的连线平行于工作模台的坐标系Y方向；
获得直角坐标机器人确定目标点时的实际位置坐标：
根据第一位置坐标、第二位置坐标、第三位置坐标和第四位置坐标，获得直角坐标机器人的坐标系相对于工作模台的坐标系的偏移角度；
根据偏移角度和目标点的理论坐标，获得直角坐标机器人确定目标点时的实际位置坐标。
根据本发明提供的一种直角坐标机器人标定方法，所述偏移角度包括直角坐标机器人的坐标系与工作模台的坐标系在X方向上的夹角α和与工作模台的坐标系在Y方向上的夹角β，
Figure BDA0003073917120000021
Figure BDA0003073917120000022
其中，(x1，y1)为第一位置坐标，(x2，y2)为第二位置坐标,(x3，y3)为第三位置坐标，(x4，y4)为第四位置坐标。
根据本发明提供的一种直角坐标机器人标定方法，所述直角坐标机器人确定目标点时的实际位置坐标为
x′＝xcosα-ysinα+(xsinα+ycosα)tan(α-β)，
Figure BDA0003073917120000031
其中，(x，y)为目标点的理论坐标。
根据本发明提供的一种直角坐标机器人标定方法，所述采集直角坐标机器人确定标定块上的第一标定点时的第一位置坐标，采集直角坐标机器人确定标定块上的第二标定点时的第二位置坐标的步骤包括：
确定沿工作模台的坐标系Y方向负向距离第一标定点设定距离的位置为第一标定轨迹的起始点，确定沿工作模台的坐标系Y方向负向距离第二标定点设定距离的位置为第二标定轨迹的起始点；
直角坐标机器人先运动到第一标定轨迹的起始点，沿工作模台坐标系Y方向缓慢靠近标定块，当激光传感器感应到标定块后，记录此时直角坐标机器人所在的第一位置坐标；
直角坐标机器人先运动到第二标定轨迹的起始点，沿工作模台坐标系Y方向缓慢靠近标定块，当激光传感器感应到标定块后，记录此时直角坐标机器人所在的第二位置坐标。
根据本发明提供的一种直角坐标机器人标定方法，所述采集直角坐标机器人确定标定块上的第三标定点时的第三位置坐标，采集直角坐标机器人确定标定块上的第四标定点时的第四位置坐标的步骤包括：
确定沿工作模台的坐标系X方向负向距离第三标定点设定距离的位置为第三标定轨迹的起始点，确定沿工作模台的坐标系X方向负向距离第四标定点设定距离的位置为第四标定轨迹的起始点；
直角坐标机器人先运动到第三标定轨迹的起始点，沿工作模台坐标系X方向缓慢靠近标定块，当激光传感器感应到标定块后，记录此时直角坐标机器人所在的第三位置坐标；
直角坐标机器人先运动到第四标定轨迹的起始点，沿工作模台坐标系X方向缓慢靠近标定块，当激光传感器感应到标定块后，记录此时直角坐标机器人所在的第四位置坐标。
根据本发明提供的一种直角坐标机器人标定方法，在所述获得直角坐标机器人确定目标点时的实际位置坐标步骤后还包括：
重复所述获取直角坐标机器人确定标定点时的位置坐标的步骤，获得在确定第一标定点、第二标定点、第三标定点和第四标定点的直角坐标机器人的实时位置坐标；
根据直角坐标机器人的实时位置坐标与上一次进行的获取标定点位置坐标的步骤所获得直角坐标机器人的实时位置坐标进行对比，获取直角坐标机器人的偏差补偿值。
本发明提供的一种应用上述直角坐标机器人标定方法进行标定的装配系统，其特征在于：包括标定块、工作模台和直角坐标机器人，所述标定块设置于所述工作模台上，所述直角坐标机器人架设于所述工作模台，所述直角坐标机器人上设有用于检测所述标定块的传感器。
根据本发明提供的一种装配系统，所述标定块包括相互垂直设置的第一标定面和第二标定面，所述第一标定面与所述工作模台的坐标系X方向平行，所述第二标定面与所述工作模台的坐标系Y方向平行。
根据本发明提供的一种装配系统，所述第一标定面和所述第二标定面均垂直于所述工作模台的上表面。
根据本发明提供的一种装配系统，所述直角坐标机器人为两轴、三轴或四轴直角坐标机器人。
本发明提供的直角坐标机器人标定方法是一种采用标定块辅助标定的方法，通过标定块分别获取直角坐标机器人在确定工作模台的坐标系X方向和Y方向标定点时的位置坐标数据，通过实际位置坐标数据计算直角坐标机器人本身斜交误差及与产线角度偏差，并在后续生产中根据偏差角度进行相应补偿，标定完毕后，实际直角坐标机器人进行生产，根据偏移角度进行直角坐标机器人的坐标系与产线坐标系转换，获得补偿后的直角坐标机器人运动达到目标点时的实际位置坐标，保证直角坐标机器人在产线坐标系下进行生产。基于本发明可直接使用直角坐标机器人内置功能自动测量相关数据，可定期自动标定直角坐标机器人误差，检测直角坐标机器人定位精度，节省人工标定时间，提高设备加工精度，直角坐标机器人与产线碰撞后可再次进行标定，快速恢复生产，减少后续维护时间。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步说明，或通过本发明的实践了解到。
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获得其他的附图。
图1是本发明提供的装配系统的结构示意图；
图2是本发明提供的直角坐标机器人标定方法的示意图；
图3是本发明提供的直角坐标机器人标定方法的轨迹补偿模型；
附图标记：
100：标定块 200：工作模台； 300：直角坐标机器人；
310：X轴； 320：Y轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述非必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
如图1、图2和图3所示，本发明实施例提供的直角坐标机器人标定方法，包括：
获取直角坐标机器人300确定标定点时的位置坐标：
采集直角坐标机器人300确定标定块100上的第一标定点P1时的第一位置坐标，采集直角坐标机器人300确定标定块100上的第二标定点P2时的第二位置坐标；其中第一标定点P1和第二标定点P2的连线平行于工作模台200的坐标系X方向；
采集直角坐标机器人300确定标定块100上的第三标定点P3时的第三位置坐标，采集直角坐标机器人300确定标定块100上的第四标定点P4时的第四位置坐标；其中，第三标定点P3和第四标定点P4的连线平行于工作模台200的坐标系Y方向；
获得直角坐标机器人300确定目标点时的实际位置坐标：
根据第一位置坐标、第二位置坐标、第三位置坐标和第四位置坐标，获得直角坐标机器人300的坐标系相对于与工作模台200的坐标系的偏移角度；
根据偏移角度和目标点的理论坐标，获得直角坐标机器人300确定目标点时的实际位置坐标。
本发明实施例的直角坐标机器人标定方法是一种采用标定块100辅助标定的方法，通过标定块100分别获取直角坐标机器人300在确定工作模台200的坐标系X方向和Y方向标定点时的位置坐标数据，通过实际位置坐标数据计算直角坐标机器人300本身斜交误差及与产线角度偏差，并在后续生产中根据偏差角度进行相应补偿，标定完毕后，实际直角坐标机器人300进行生产，根据偏移角度进行直角坐标机器人300的坐标系与产线坐标系转换，获得补偿后的直角坐标机器人300运动达到目标点时的实际位置坐标，保证直角坐标机器人300在产线坐标系下进行生产。基于本发明可直接使用直角坐标机器人300内置功能自动测量相关数据，可定期自动标定直角坐标机器人300误差，检测直角坐标机器人300定位精度，节省人工标定时间，提高设备加工精度，直角坐标机器人300与产线碰撞后可再次进行标定，快速恢复生产，减少后续维护时间。
根据本发明提供的一个实施例，偏移角度包括直角坐标机器人300的坐标系与工作模台200的坐标系在X方向上的夹角α和与工作模台200的坐标系在Y方向上的夹角β，
Figure BDA0003073917120000081
Figure BDA0003073917120000082
其中，(x1，y1)为第一位置坐标，(x2，y2)为第二位置坐标,(x3，y3)为第三位置坐标，(x4，y4)为第四位置坐标。
本实施例中，直角坐标机器人300的坐标系相对于与工作模台200的坐标系的偏移角度分别由X方向上的夹角α和Y方向的夹角β表示，通过获取到的直角坐标机器人300在确定标定点时所在位置的位置坐标，代入上述换算公式计算得出。
根据本发明提供的一个实施例，直角坐标机器人确定目标点时的实际位置坐标为
x′＝xcosα-ysinα+(xsinα+ycosα)tan(α-β)，
Figure BDA0003073917120000083
其中，(x，y)为目标点的理论坐标。
本实施例中，直角坐标机器人300的坐标系相对于工作模台200的坐标系的偏移角度得出后，将直角坐标机器人300移动的目标点位置的理论坐标与偏移角度的夹角α和夹角β代入上述公式进行换算，得出直角坐标机器人300移动的目标点位置的实际位置坐标，该目标点的理论坐标为在工作模台200的坐标系下的坐标数据，目标点的实际位置坐标为纠偏后直角坐标机器人300的实际运动到达位置的坐标数据，该坐标数据输入直角坐标机器人300后，直角坐标机器人300可到达目标点。
根据本发明提供的一个实施例，采集直角坐标机器人300确定标定块100上的第一标定点P1时的第一位置坐标，采集直角坐标机器人300确定标定块100上的第二标定点P2时的第二位置坐标的步骤包括：
确定沿工作模台200坐标系的Y方向负向距离第一标定点P1设定距离的位置为第一标定轨迹的起始点，确定沿工作模台200坐标系的Y方向负向距离第二标定点P2设定距离的位置为第二标定轨迹的起始点；
直角坐标机器人300先运动到第一标定轨迹的起始点，沿工作模台200坐标系Y方向缓慢靠近标定块100，当激光传感器感应到标定块100后，记录此时直角坐标机器人300所在的第一位置坐标；
直角坐标机器人300先运动到第二标定轨迹的起始点，沿工作模台200坐标系Y方向缓慢靠近标定块100，当激光传感器感应到标定块100后，记录此时直角坐标机器人300所在的第二位置坐标。
本实施例中，受直角坐标机器人300的自身结构影响，在确定标定块100上第一标定点P1和第二标定点P2的过程中，沿工作模台200的坐标系X方向和Y方向移动，对准第一标定点P1和第二标定点P2后分别记录第一位置坐标和第二位置坐标。直角坐标机器人300的标定轨迹是第一次人为示教的，即在进行首次标定时确定一个能够获得有效坐标位置的运动轨迹，而后的标定过程则按照此标定轨迹进行自动程序运行控制直角坐标机器人300标定。
本实施例中，第一标定点P1和第二标定点P2的连线平行于工作模台200的坐标系X方向，直角坐标机器人300移动至第一标定轨迹的起始点，该起始点位于标定块100左侧且距离标定块100预设距离，其所对准的位置为第一标定点P1的位置，而后直角坐标机器人300沿工作模台200的坐标系Y方向正向低速移动靠近标定块100的表面，当感应到标定块100的第一标定点P1时，记录直角坐标机器人300所在的第一位置坐标；而后机器人运动至第二标定轨迹的起始点，该起始点位于标定块100左侧且距离标定块100预设距离，其所对准的位置为第二标定点P2的位置，而后直角坐标机器人300沿工作模台200的坐标系Y方向正向低速移动靠近标定块100的表面，当感应到标定块100的第二标定点P1时，记录直角坐标机器人300所在的第二位置坐标。
本实施例中，在标定块100的表面范围内，尽量大的选取第一标定点P1和第二标定点P2之间的距离，保证后续坐标差值明显，公式代入换算准确。在其它实施例中，直角坐标机器人300在检测过程中的移动轨迹不限于沿工作模台200的坐标系X方向和Y方向移动，第一标定点P1和第二标定点P2的确定也不限定先后顺序。
根据本发明提供的一个实施例，采集直角坐标机器人300确定标定块100上的第三标定点P3时的第三位置坐标，采集直角坐标机器人300确定标定块100上的第四标定点P4时的第四位置坐标的步骤包括：
确定沿工作模台200的坐标系X方向负向距离第三标定点P3设定距离的位置为第三标定轨迹的起始点，确定沿工作模台200的坐标系X方向负向距离第四标定点P4设定距离的位置为第四标定轨迹的起始点；
直角坐标机器人300先运动到第三标定轨迹的起始点，沿工作模台200坐标系X方向缓慢靠近标定块100，当激光传感器感应到标定块100后，记录此时直角坐标机器人300所在的第三位置坐标；
直角坐标机器人300先运动到第四标定轨迹的起始点，沿工作模台200坐标系X方向缓慢靠近标定块100，当激光传感器感应到标定块100后，记录此时直角坐标机器人300所在的第四位置坐标。
本实施例中，受直角坐标机器人300的自身结构影响，在确定标定块100上第三标定点P3和第四标定点P4的过程中，沿工作模台200的坐标系X方向和Y方向移动，对准第三标定点P3和第四标定点P4后分别记录第三位置坐标和第四位置坐标。直角坐标机器人300的标定轨迹是第一次人为示教的，即在进行首次标定时确定一个能够获得有效坐标位置的运动轨迹，而后的标定过程则按照此标定轨迹进行自动程序运行控制直角坐标机器人300标定。
本实施例中，第三标定点P3和第四标定点P4的连线平行于工作模台200的坐标系Y方向，直角坐标机器人300移动至第三标定轨迹的起始点，该起始点位于标定块100上侧且距离标定块100预设距离，其所对准的位置为第三标定点P3的位置，而后直角坐标机器人300沿工作模台200的坐标系X方向正向低速移动靠近标定块100的表面，当感应到标定块100的第三标定点P3时，记录直角坐标机器人300所在的第三位置坐标；而后机器人运动至第四标定轨迹的起始点，该起始点位于标定块100上侧且距离标定块100预设距离，其所对准的位置为第四标定点P4的位置，而后直角坐标机器人300沿工作模台200的坐标系X方向正向低速移动靠近标定块100的表面，当感应到标定块100的第四标定点P4时，记录直角坐标机器人300所在的第丝位置坐标。
本实施例中，在标定块100的表面范围内，尽量大的选取第三标定点P3和第四标定点P4之间的距离，保证后续坐标差值明显，公式代入换算准确。在其它实施例中，直角坐标机器人300在检测过程中的移动轨迹不限于沿工作模台200的坐标系X方向和Y方向移动，第三标定点P3和第四标定点P4的确定也不限定先后顺序。
根据本发明提供的一个实施例，在获得直角坐标机器人300确定目标点时的实时位置坐标步骤后还包括：
重复获取直角坐标机器人300确定标定点时的位置坐标的步骤，获得在确定第一标定点P1、第二标定点P2、第三标定点P3和第四标定点P4的直角坐标机器人300的实时位置坐标；
根据直角坐标机器人300的实时位置坐标与上一次进行的获取标定点位置坐标的步骤所获得直角坐标机器人300的实时位置坐标进行对比，获取直角坐标机器人300的偏差补偿值。
本实施例中，首次标定后，记录相关标定点的坐标，便于下次测量偏差使用。直角坐标机器人300在使用一段时间后或发生碰撞，则启动标定程序，重新获取在确定第一标定点P1、第二标定点P2、第三标定点P3和第四标定点P4时的直角坐标机器人300所在的实时位置坐标，根据上次直角坐标机器人300所在的实时位置坐标数据与新数据进行对比，获取碰撞后偏差补偿值。可实现故障后快速恢复生产，极大地减少后续维护时间。
如图1、图2和图3所示，本发明实施例还提供一种应用上述实施例的直角坐标机器人标定方法进行标定的装配系统，包括标定块100、工作模台200和直角坐标机器人300，标定块100设置于工作模台200上，直角坐标机器人300架设于工作模台200，直角坐标机器人300上设有用于检测标定块100的传感器。
本发明实施例的装配系统，采用直角坐标机器人300在工作模台200上进行装配操作，通过标定块100对直角坐标机器人300进行标定测量，标定块100设置于工作模台200上，并且处于直角坐标机器人300的装配操作范围之外，保证既不影响工作模台200移动的同时，又位于直角坐标机器人300的可达范围内。
本实施例中，直角坐标机器人300的末端安装传感器，传感器可选择激光传感器，激光传感器发射源可以产生激光束，当激光束在一定高度内感应到标定块100，会反馈感应信号。传感器也可采用其它种类传感器，成本低易获得，便于安装到直角坐标机器人300末端。工作模台200为流水线循环移动。
根据本发明提供的一个实施例，标定块100包括相互垂直设置的的第一标定面和第二标定面，第一标定面与工作模台200的坐标系X方向平行，第二标定面与工作模台200的坐标系Y方向平行。本实施例中，标定块100应安装在直角坐标机器人300可达范围内，而且标定块100上具有两个标定面，保证两个标定面分别与工作模台200坐标系的X方向和Y方向保持平行，而且两个标定面相互垂直，确保直角坐标机器人在沿工作模台200坐标系的X方向和Y方向移动时，能够感应到标定面。安装时需要用专业工具进行校准。直角坐标机器人300校准移动过程中，其传感器发射信号到标定面，从而确定标定点。
根据本发明提供的一个实施例，第一标定面和第二标定面均垂直于工作模台200的上表面。本实施例中，第一标定面与第二标定面相对于工作模台均为竖直平面，在其它实施例中，第一标定面与第二标定面相对于工作模台还可为斜面，其中一个标定面为斜面或两个标定面均为斜面均可。
本实施例中，标定块100为矩形形状，加工方便，采用较简单的矩形或方形标定块100，同时可简化计算过程。在其它实施例中，标定块100还可以为平行四边形，且标定块100两条边倾斜角度已知，或加工成其他任意形状，只要保证后续扫描中标定点的相对关系已知即可。标定块100的材质可以为任意，但需要避免影响后续采用的检测信号，本实施例中，标定块100采用容易加工且成本较低的铁材质。大小采用100x100的方形，在其它实施例中，标定块100的规格根据实际需要和形状进行相应的调整。
根据本发明提供的一个实施例，直角坐标机器人300为两轴、三轴或四轴直角坐标机器人。本实施例中，直角坐标机器人300在其自身的坐标系下设置个方向延伸的轴，本实施例中直角坐标机器人300为三轴机器人，包括X轴310、Y轴320和Z轴，Z轴设置在Y轴320上并沿Y方向移动，Y轴320设置在X轴310上并沿X方向移动，Z轴上可设置传感器、夹爪操作装置等。XY轴为标准直角坐标机器人300，在其它实施例中，直角坐标机器人300也可为XYZR四轴机器人或XY二轴机器人，且不限于两轴、三轴和四轴直角坐标机器人。本发明直角坐标机器人300的X轴310与Y轴320延伸方向则组成直角坐标机器人300的坐标系X方向与Y方向，即在直角坐标机器人300的各轴倾斜时，会导致直角坐标机器人300的坐标系与产线的坐标系发生偏移，需要对直角坐标机器人300的操作落点精准定位纠偏。出厂前对直角坐标机器人300利用专业机械标定工具进行X轴310和Y轴320标定，或者机床领域利用专用检测仪器(三坐标激光测量机)检测机器人运行数据，获取误差补偿参数。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种直角坐标机器人标定方法，其特征在于：包括：
获取直角坐标机器人确定标定点时的位置坐标：
采集直角坐标机器人确定标定块上的第一标定点时的第一位置坐标，采集直角坐标机器人确定标定块上的第二标定点时的第二位置坐标；其中，第一标定点和第二标定点的连线平行于工作模台的坐标系X方向；
采集直角坐标机器人确定标定块上的第三标定点时的第三位置坐标，采集直角坐标机器人确定标定块上的第四标定点时的第四位置坐标；其中，第三标定点和第四标定点的连线平行于工作模台的坐标系Y方向；
获得直角坐标机器人确定目标点时的实际位置坐标：
根据第一位置坐标、第二位置坐标、第三位置坐标和第四位置坐标，获得直角坐标机器人的坐标系相对于工作模台的坐标系的偏移角度；
根据偏移角度和目标点的理论坐标，获得直角坐标机器人确定目标点时的实际位置坐标。
2.根据权利要求1的直角坐标机器人标定方法，其特征在于：所述偏移角度包括直角坐标机器人的坐标系与工作模台的坐标系在X方向上的夹角α和与工作模台的坐标系在Y方向上的夹角β，
Figure FDA0003073917110000011
Figure FDA0003073917110000012
其中，(x1，y1)为第一位置坐标，(x2，y2)为第二位置坐标,(x3，y3)为第三位置坐标，(x4，y4)为第四位置坐标。
3.根据权利要求2的直角坐标机器人标定方法，其特征在于：所述直角坐标机器人确定目标点时的实际位置坐标为
x′＝xcosα-ysinα+(xsinα+ycosα)tan(α-β)，
Figure FDA0003073917110000021
其中，(x，y)为目标点的理论坐标。
4.根据权利要求1的直角坐标机器人标定方法，其特征在于：所述采集直角坐标机器人确定标定块上的第一标定点时的第一位置坐标，采集直角坐标机器人确定标定块上的第二标定点时的第二位置坐标的步骤包括：
确定沿工作模台的坐标系Y方向负向距离第一标定点设定距离的位置为第一标定轨迹的起始点，确定沿工作模台的坐标系Y方向负向距离第二标定点设定距离的位置为第二标定轨迹的起始点；
直角坐标机器人先运动到第一标定轨迹的起始点，沿工作模台坐标系Y方向缓慢靠近标定块，当激光传感器感应到标定块后，记录此时直角坐标机器人所在的第一位置坐标；
直角坐标机器人先运动到第二标定轨迹的起始点，沿工作模台坐标系Y方向缓慢靠近标定块，当激光传感器感应到标定块后，记录此时直角坐标机器人所在的第二位置坐标。
5.根据权利要求1的直角坐标机器人标定方法，其特征在于：所述采集直角坐标机器人确定标定块上的第三标定点时的第三位置坐标，采集直角坐标机器人确定标定块上的第四标定点时的第四位置坐标的步骤包括：
确定沿工作模台的坐标系X方向负向距离第三标定点设定距离的位置为第三标定轨迹的起始点，确定沿工作模台的坐标系X方向负向距离第四标定点设定距离的位置为第四标定轨迹的起始点；
直角坐标机器人先运动到第三标定轨迹的起始点，沿工作模台坐标系X方向缓慢靠近标定块，当激光传感器感应到标定块后，记录此时直角坐标机器人所在的第三位置坐标；
直角坐标机器人先运动到第四标定轨迹的起始点，沿工作模台坐标系X方向缓慢靠近标定块，当激光传感器感应到标定块后，记录此时直角坐标机器人所在的第四位置坐标。
6.根据权利要求1的直角坐标机器人标定方法，其特征在于：在所述获得直角坐标机器人确定目标点时的实际位置坐标步骤后还包括：
重复所述获取直角坐标机器人确定标定点时的位置坐标的步骤，获得在确定第一标定点、第二标定点、第三标定点和第四标定点的直角坐标机器人的实时位置坐标；
根据直角坐标机器人的实时位置坐标与上一次进行的获取标定点位置坐标的步骤所获得直角坐标机器人的实时位置坐标进行对比，获取直角坐标机器人的偏差补偿值。
7.一种应用权利要求1至6任意一项的直角坐标机器人标定方法进行标定的装配系统，其特征在于：包括标定块、工作模台和直角坐标机器人，所述标定块设置于所述工作模台上，所述直角坐标机器人架设于所述工作模台，所述直角坐标机器人上设有用于检测所述标定块的传感器。
8.根据权利要求7的装配系统，其特征在于：所述标定块包括相互垂直设置的第一标定面和第二标定面，所述第一标定面与所述工作模台的坐标系X方向平行，所述第二标定面与所述工作模台的坐标系Y方向平行。
9.根据权利要求8的装配系统，其特征在于：所述第一标定面和所述第二标定面均垂直于所述工作模台的上表面。
10.根据权利要求7的装配系统，其特征在于：所述直角坐标机器人为两轴、三轴或四轴直角坐标机器人。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113664834A (zh) * 2021-09-01 2021-11-19 广东奇创智能科技有限公司 流水线物料位置识别和机器人移动对位方法与系统
CN114012724A (zh) * 2021-11-02 2022-02-08 上海发那科机器人有限公司 一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6615112B1 (en) * 1999-06-26 2003-09-02 Kuka Schweissanlagen Gmbh Method and device for calibrating robot measuring stations, manipulators and associated optical measuring devices
CN101334267A (zh) * 2008-07-25 2008-12-31 西安交通大学 数字影像测头矢量坐标变换标定与误差修正方法及其装置
CN105798909A (zh) * 2016-04-29 2016-07-27 上海交通大学 基于激光与视觉的机器人零位标定系统与方法
CN105945909A (zh) * 2016-05-13 2016-09-21 大族激光科技产业集团股份有限公司 三自由度并联机器人的误差校正方法及系统
CN108025439A (zh) * 2015-10-14 2018-05-11 川崎重工业株式会社 机器人示教方法及机器臂控制装置
US20180169854A1 (en) * 2015-06-22 2018-06-21 Mitsubishi Electric Corporation Calibration device and robot system using same
CN110202582A (zh) * 2019-07-03 2019-09-06 桂林电子科技大学 一种基于三坐标平台的机器人标定方法
US20210354299A1 (en) * 2018-12-25 2021-11-18 Ubtech Robotics Corp External parameter calibration method for robot sensors and apparatus, robot and storage medium with the same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6615112B1 (en) * 1999-06-26 2003-09-02 Kuka Schweissanlagen Gmbh Method and device for calibrating robot measuring stations, manipulators and associated optical measuring devices
CN101334267A (zh) * 2008-07-25 2008-12-31 西安交通大学 数字影像测头矢量坐标变换标定与误差修正方法及其装置
US20180169854A1 (en) * 2015-06-22 2018-06-21 Mitsubishi Electric Corporation Calibration device and robot system using same
CN108025439A (zh) * 2015-10-14 2018-05-11 川崎重工业株式会社 机器人示教方法及机器臂控制装置
CN105798909A (zh) * 2016-04-29 2016-07-27 上海交通大学 基于激光与视觉的机器人零位标定系统与方法
CN105945909A (zh) * 2016-05-13 2016-09-21 大族激光科技产业集团股份有限公司 三自由度并联机器人的误差校正方法及系统
US20210354299A1 (en) * 2018-12-25 2021-11-18 Ubtech Robotics Corp External parameter calibration method for robot sensors and apparatus, robot and storage medium with the same
CN110202582A (zh) * 2019-07-03 2019-09-06 桂林电子科技大学 一种基于三坐标平台的机器人标定方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113664834A (zh) * 2021-09-01 2021-11-19 广东奇创智能科技有限公司 流水线物料位置识别和机器人移动对位方法与系统
CN113664834B (zh) * 2021-09-01 2022-09-30 广东奇创智能科技有限公司 流水线物料位置识别和机器人移动对位方法与系统
CN114012724A (zh) * 2021-11-02 2022-02-08 上海发那科机器人有限公司 一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法
CN114012724B (zh) * 2021-11-02 2024-04-05 上海发那科机器人有限公司 一种基于探针的工业机器人坐标系自动标定方法

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