CN113400306A - 一种动态修正机械手臂位置误差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动态修正机械手臂移动误差的方法；该方法在工件四周设定至少一个基准点，在机械手夹爪上设置至少一个与基准点对应的检测点，在机械手的控制端设定机械手的行走路径，若检测点与对应的基准点重合，机械手沿行走路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装工件；动态检测机械手是否产生误差，若产生误差，对行走路径进行修正，获得修正路径，机械手沿修正路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装工件。本发明通过触觉传感器动态检测机械手是否产生误差，产生误差后能够自动修正，极大的节约成本的投入。极大的提高了机械手臂运行的可靠性，增加产能的合格率及效率大幅降低机械手臂维修次数及维修成本。

Description

一种动态修正机械手臂位置误差的方法

技术领域

本发明涉及机械手臂误差检测技术领域，尤其涉及一种动态修正机械手臂位置误差的方法。

背景技术

现有技术中控制端收到驱动机械手臂上的伺服电机尾端编码器的角度位置，随着长时间的使用使伺服电机及传动结构磨损，伺服电机的尾端不能达到正确位置，这也使得机械手臂会有严重移位的问题，最终呈现出机械手夹爪与工件发生碰撞。碰撞后机械手臂会产生损伤，严重时可能使机械手臂受损须停止工作并回厂整修，整个产线都会受到影响。轻者须等待专业人士重新修正机械手人力、工时、产能都会受较大的影响。对机械手的修正方法通常有两种，第一种是在原来的动作基础上重新示教一次若是动作过于复杂那旷日废时，而且产生撞击的频率会越来越频繁；第二种方法是透过检验仪器重新修正机械手的基准点，这两种方法效率较低，都需要专业维修人员进行维修，无法快速高效的对机械手的误差进行修正。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种动态修正机械手臂位置误差的方法，解决无法快速高效的对机械手的误差进行修正的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种动态修正机械手臂位置误差的方法，包括步骤：

在工件四周设定至少一个基准点，在机械手夹爪上设置至少一个与所述基准点对应的检测点，在机械手的控制端设定机械手的行走路径，若所述检测点与对应的所述基准点重合，所述机械手沿所述行走路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装所述工件；

动态检测所述机械手是否产生误差，若产生误差，对所述行走路径进行修正，获得修正路径，所述机械手沿所述修正路径行进至所述检测点与对应的所述基准点重合，所述机械手沿所述修正路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装工件。

优选的，所述机械手配置有至少一个夹爪，所述夹爪的检测点上对应设置有动态检测机械手误差的触觉传感器。

优选的，所述每一爪上的所述触觉传感器至少设置有一个。

优选的，所述触觉传感器为接触觉传感器、压觉传感器和/或接近开关。

优选的，所述基准点为工件所在位置的中心点和/或所述机械手在夹装位置时，所述检测点的所在位置。

优选的，发生碰撞后，对应检测到碰撞的所述触觉传感器的所在位置为碰撞点，预设脱离点，控制端控制所述机械手远离碰撞点，移动到所述脱离点。

优选的，所述脱离点的位置与所述碰撞点的位置相反。

优选的，所述脱离点与所述碰撞点之间的距离大于预设距离。

优选的，所述机械手到达所述脱离点后，所述机械手沿所述修正路径行进至所述检测点与对应的所述基准点重合，所述机械手沿所述修正路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装工件。

本发明的有益效果是：本发明公开了一种动态修正机械手臂位置误差的方法。解决机械手长时间使用而产生累计的误差造成机械手产生严重的位移误差，而造成夹爪与工件(或其安放机构)碰撞的问题，通过触觉传感器动态检测机械手是否产生误差，产生误差后由控制端自动修正机械手的夹装路径，而不需要专业技术人员来重新修正路径，极大的节约了人力成本，并且触觉传感器的造价较低，极大的节约了成本的投入。通过触觉传感器能够快速的检测机械手的误差并通过控制端进行快速的修正，极大的提高了修正效率。极大的提高了机械手臂运行的可靠性，增加产能的合格率及效率大幅降低机械手臂维修次数及维修成本。

附图说明

图1是根据本发明动态修正机械手臂位置误差的方法一实施例的机械手臂在夹装位置时的示意图；

图2是根据本发明动态修正机械手臂位置误差的方法一实施例的机械手臂发生碰撞时的示意图；

图3是根据本发明动态修正机械手臂位置误差的方法一实施例的机械手臂竖向脱离时的示意图；

图4是根据本发明动态修正机械手臂位置误差的方法一实施例的机械手臂横向脱离时的示意图；

图5是根据本发明动态修正机械手臂位置误差的方法一实施例的机械手臂最短距离脱离时的示意图；

图6是根据本发明动态修正机械手臂位置误差的方法一实施例的机械手臂沿修正路径行进时的示意图；

图7是根据本发明动态修正机械手臂位置误差的方法一实施例的机械手臂沿修正路径到达夹装位置时的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限值本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1显示了本发明动态修正机械手的夹爪位置误差的方法的实施例，包括步骤：

在工件四周设定至少一个基准点，在机械手夹爪上设置至少一个与所述基准点对应的检测点，在机械手的控制端设定机械手的行走路径，若所述检测点与对应的所述基准点重合，所述机械手沿所述行走路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装所述工件；

动态检测所述机械手是否产生误差，若产生误差，对所述行走路径进行修正，获得修正路径，所述机械手沿所述修正路径行进至所述检测点与对应的所述基准点重合，所述机械手沿所述修正路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装工件。

所述机械手配置有至少两个夹爪，可装配各种款式的夹爪及多组的夹爪，所述夹爪的检测点上对应设置有动态检测机械手误差的触觉传感器。

所述每一爪上的所述触觉传感器至少设置有一个。如2夹爪需至少2个，图1则有6个。优选的，夹爪夹装工件的一面为内侧面，其余侧面为外侧面。在每个外侧面上依实际状况之需要均可设置有触觉传感器。如上述每一个爪外侧面设置的触觉传感器的数量至少为一个。优选的，可以根据夹爪的长度，适应性的设置多行和/或多列触觉传感器。

所述触觉传感器为接触觉传感器、压觉传感器和/或接近开关。优选的，触觉传感器连接至机械手的控制端，每个触觉传感器设置对应的编号。

所述基准点为工件所在位置的中心点和/或所述机械手在夹装位置时，所述检测点的所在位置。在实际应用中，优选的，以工件所在位置的中线点为基准点。

在机械手沿预设的行走路径行进时，由夹爪上触觉传感器动态是否发生碰撞。

当任一触觉传感器触碰到工件时，则判断为夹爪发生碰撞，表明机械手在沿路径行进时，驱动机械手行进的传动装置产生了误差。

发生碰撞后，触觉传感器立即给控制端发送信号，控制端控制机械手停止移动。对应检测到碰撞的所述触觉传感器的所在位置为碰撞点，预设脱离点，控制端控制所述机械手远离碰撞点，移动到所述脱离点。脱离点可以在任一位置，可以设置在碰撞点的上侧、下侧、前侧、后侧等，优选的，所述脱离点的位置与所述碰撞点的位置相反。

所述脱离点与所述碰撞点之间的距离大于预设距离。预设距离可以根据工件的夹爪的参数进行设置，如工件尺寸、夹爪尺寸，检测点位置等。

所述机械手到达所述脱离点后，所述机械手沿所述修正路径行进至所述检测点与对应的所述基准点重合，所述机械手沿所述修正路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装工件。直到再次产生误差，以同样的方法获得修正路径。即每发生一次碰撞即说明产生了误差，即可由控制端自动的获取新的夹装路径，避免在该碰撞点再次发生碰撞。

说明：以下的各图例是以2维平面图来做说明实际是3维立体空间。

如图1所示，机械手有两个夹爪，在夹爪上设置有6个触觉传感器1、2、3、4、5、6，此时，机械手所在的位置即为夹装位置，工件所在位置的中心点为Z0，夹爪对应的中心检测点为J0，机械手的夹爪上触觉传感器所在的位置坐标分别为Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6。即可以Z0、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6至少一个作为基准点，优选的，选用工件所在位置的中心点为Z0作为基准点。

夹爪上对应的检测点即触觉传感器的位置为J1、J2、J3、J4、J5、J6。检测点夹装坐标系中的位置会随着夹爪的移动而改变。当处于准确的夹装位置时，Z0、Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6对应的与J0、J1、J2、J3、J4、J5、J6重合。说明所述机械手沿所述行走路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪即可夹装所述工件。

当机械手长时间使用，产生误差发生碰撞时，如图2所示， 当机械手移动时产出误差，例如触觉传感器1碰撞到工件，以Z0和/或Z1作为基准点进行说明。此时触觉传感器1的所在位置为J1-1，该点即为碰撞点，控制终端控制机械手停止移动，并记录碰撞点的坐标点J1-1和中心检测点J0-1。

控制端控制所述机械手远离碰撞点，移动到所述脱离点。从碰撞点到移动点可以有两种移动方式，第一种移动方式如图3和图4所示，控制端控制机械手以竖向远离碰撞点J1-1，移动的距离为S1，此时触觉传感器1的坐标变化为J1-2，中心检测点的坐标变化为J0-2。控制端控制机械手以横向移动S2的距离，此时触觉传感器1的坐标变化为J1-3，中心检测点的坐标变化为J0-3。J1-3和J0-3即为脱离点。S1和S2均为预设的距离。

第二种移动方式如图5所示，控制端控制机械手以最短距离到达脱离点J1-3和J0-3。脱离点J1-3和J0-3到基准点Z1和Z0的路径即为修正路径。

如图6所所示，控制端控制机械手由脱离点J1-3和J0-3向工件的位置竖向移动，移动到中心检测点与基准点Z0在一水平线上，此时触觉传感器1的坐标变化为J1-4，中心检测点的坐标变化为J0-4。

如图7所示，控制端控制机械手由脱离点J1-4和J0-4向工件的位置横向移动，移动到触觉传感器1的坐标J1-5与基准点Z1，中心检测点J0-5与基准点Z0重合时，说明所述机械手沿所述修正路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪即可夹装所述工件。

再次进行夹装时，即可先移动到脱离点，控制端控制机械手由脱离点沿修正路径行进夹装工件。控制端还可以控制机械手在原夹装路径的基础上修正一定的距离进行行进夹装工件，例如图4中所示，在横向上移动的距离为S2，在对原夹装路径修正时，即可在横向上在多移动S2的距离，同样能够避免再次发生碰撞，由此即可完成对夹装路径的自动修正。

由此可见，本发明公开了一种动态修正机械手臂位置误差的方法。解决机械手长时间使用而产生累计的误差造成机械手产生严重的位移误差，而造成夹爪与工件(或其安放机构)碰撞的问题，通过触觉传感器动态检测机械手是否产生误差，产生误差后能够自动修正，而不需要专业技术人员来重新修正路径，极大的节约了人力成本，并且触觉传感器的造价较低，极大的节约了成本的投入。通过触觉传感器能够快速的检测机械手的误差并通过控制端进行快速的修正，极大的提高了修正效率。极大的提高了机械手臂运行的可靠性，增加产能的合格率及效率大幅降低机械手臂维修次数及维修成本。

以上仅为本发明的实施例，并非因此限值本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种动态修正机械手臂位置误差的方法，其特征在于，包括步骤：

在工件四周设定至少一个基准点，在机械手夹爪上设置至少一个与所述基准点对应的检测点，在机械手的控制端设定机械手的行走路径，若所述检测点与对应的所述基准点重合，所述机械手沿所述行走路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装所述工件；

动态检测所述机械手是否产生误差，若产生误差，对所述行走路径进行修正，获得修正路径，所述机械手沿所述修正路径行进至所述检测点与对应的所述基准点重合，所述机械手沿所述修正路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装工件。

2.根据权利要求1所述的动态修正机械手臂位置误差的方法，其特征在于，所述机械手配置有至少一个夹爪，所述夹爪的检测点上对应设置有动态检测机械手误差的触觉传感器。

3.根据权利要求2所述的动态修正机械手臂位置误差的方法，其特征在于，所述每一爪上的所述触觉传感器至少设置有一个。

4.根据权利要求3所述的动态修正机械手臂位置误差的方法，其特征在于，所述触觉传感器为接触觉传感器、压觉传感器和/或接近开关。

5.根据权利要求4所述的动态修正机械手臂位置误差的方法，其特征在于，所述基准点为工件所在位置的中心点和/或所述机械手在夹装位置时，所述检测点的所在位置。

6.根据权利要求5所述的动态修正机械手臂位置误差的方法，其特征在于：发生碰撞后，对应检测到碰撞的所述触觉传感器的所在位置为碰撞点，预设脱离点，控制端控制所述机械手远离碰撞点，移动到所述脱离点。

7.根据权利要求6所述的动态修正机械手臂位置误差的方法，其特征在于，所述脱离点的位置与所述碰撞点的位置相反。

8.根据权利要求7所述的动态修正机械手臂位置误差的方法，其特征在于，所述脱离点与所述碰撞点之间的距离大于预设距离。

9.根据权利要求8所述的动态修正机械手臂位置误差的方法，其特征在于，所述机械手到达所述脱离点后，所述机械手沿所述修正路径行进至所述检测点与对应的所述基准点重合，所述机械手沿所述修正路径准确到达夹装位置，机械手的夹爪夹装工件。

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