CN113478459A - 一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置及使用方法,涉及机器人技术领域,包括试刀架主体模块、TCP标定模块、精度检测模块和压紧机构,TCP标定模块、精度检测模块和压紧机构均可拆卸式安装在试刀架主体模块上,TCP标定模块用于TCP的快速标定,精度检测模块用于TCP标定后精度的快速检测,压紧机构用于试板的快速装夹固定与试刀。本装置能够实现机器人TCP的快速标定且能够快速实现刀具的试刀及试刀板的快速装夹及标定精度测试。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域,特别是涉及一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置及使用方法。
背景技术
随着全球制造业向着自动化﹑集成化及智能化方向发展,以工业机器人为首的智能装备在各行业的应用越来越广泛,如机器人焊接、抛光、喷涂、制孔等技术在工业领域得到了广泛应用,并取得了良好的效果,具有很大的市场应用前景。
在机器人使用过程中,TCP标定及试刀具有重要的作用,标定的精确程度及试刀的稳定状态对于产品的加工特性起到了决定性作用。目前已有的机器人标定及试刀通常是分离的,且现有标定装置其标定精度较低且耗时,同时在标定完之后的试刀检测也是独立的,导致从标定到试刀的过程,流程过于冗余。
在工业机器人编程和调试时,机器人坐标系具有重要意义,机器人的所有运动需要通过坐标系的变换来实现。一般机器人坐标系有世界坐标系﹑机器人基坐标系﹑工具坐标系﹑法兰坐标系和用户坐标系。机器人工具坐标系的标定分为TCP的标定和坐标系姿态的标定。机器人坐标系选择工具坐标系,TCP可以沿着工具坐标系运动,同时TCP可以按预定的速度进行运动,并能够围绕TCP做姿态调整。
在机器人加工产品前,为了确定机器人及刀具状态,需进行试刀,保证机器人以及刀具的良好状态,才能确定是否满足对产品的加工要求,因此需要进行刀具标定,确定TCP。
发明内容
为了克服现有技术中已有的机器人标定及试刀通常是分离的,且现有标定装置其标定精度较低且耗时,同时在标定完之后的试刀检测也是独立的,导致从标定到试刀的过程,流程过于冗余的问题,本发明提出一种机器人用快速标定、试刀及检测一体化装置,该装置能够实现机器人TCP的快速标定且能够快速实现刀具的试刀及试刀板的快速装夹及标定精度测试。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:包括试刀架主体模块、TCP标定模块、精度检测模块和压紧机构,所述TCP标定模块、精度检测模块和压紧机构均可拆卸式安装在试刀架主体模块上,所述TCP标定模块用于TCP的快速标定,所述精度检测模块用于TCP标定后精度的快速检测,所述压紧机构用于试板的快速装夹固定与试刀。
优选的,所述试刀架主体模块包括平台,所述平台上设置有试刀板下限位器和试刀板右限位器。
优选的,所述TCP标定模块包括固定螺母、标定工具和TCP标定模块基座;所述TCP标定模块基座上设置有标定工具安装孔,所述标定工具通过固定螺母安装于标定工具安装孔中,所述标定工具用于机器人TCP的标定。
优选的,所述标定工具安装孔末端开有槽口。
优选的,所述精度检测模块包括定位零点、环形槽和十字槽,所述环形槽以定位零点为中心呈环状分布,所述环形槽与十字槽上均设置有刻度。
优选的,所述定位零点或为圆形凸台,或为圆形凹槽,或为锥形凸台,或为锥形凹槽。
优选的,所述环形槽和十字槽或为凸台结构或为凹槽结构。
优选的,所述压紧机构设置有压紧模块基座、U型槽、压紧块螺纹杆、压紧块螺母、压紧块和施力杆,所述压紧模块基座下端与平台固定连接,所述压紧模块基座上端通过连接销与U型槽铰接,所述U型槽右侧与施力杆铰接,所述压紧块螺纹杆能在U型槽左侧内移动,所述压紧块螺纹杆与压紧块螺母螺纹连接,所述压紧块与压紧块螺纹杆下端固定连接。
优选的,所述压紧块螺纹杆上还套设有压紧垫片。
一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:工具标定,将标定工具放入标定工具安装孔中,旋转固定螺母,使得标定工具紧固在标定工具安装孔中;
步骤二:将待测量的机器人TCP从四个不同的方向移向标定工具的尖点位置,机器人控制系统从不同的法兰位置计算出工具的TCP,通过机器人示教器完成TCP的标定;
步骤三:标定精度检测,通过控制机器人示教器移动到定位零点,在机器人TCP到达定位零点后,判断TCP处于环形槽的位置,通过环形槽上所设置的刻度来判断标定误差;
步骤四:将试板放入试刀架主体模块中,通过试刀板下限位器和试刀板右限位器;
步骤五:直接扳动施力杆进行试板的夹紧,夹紧后通过压紧机构的多边形自锁特性实现自锁。
本发明的优点是:(1)、本发明可以快速实现机器人工具标定、试刀及检测;(2)、本发明工具标定、试刀及检测采用模块化的设计思路,方便快速更换与重构;(3)、本发明TCP标定模块能够快速实现不同规格的标定工具安装;(4)、本发明精度检测模块能够快速、直观地进行工具标定误差的判断,且可以通过十字槽实现机器人工具方向的快速标定与检测;(5)、本发明可以通过所设计的压紧机构快速实现不同规格的试板的装夹。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,其中:
图1 是本发明的结构示意图;
图2 是本发明中试刀架主体模块的结构示意图;
图3 是本发明中TCP标定模块的结构示意图;
图4 是本发明中精度检测模块的结构示意图;
图5是本发明中压紧机构的结构示意图;
图6是本发明与机器人的使用结构示意图。
图中标记:1、试刀架主体模块;2、TCP标定模块;3、精度检测模块;4、压紧机构;5、平台;6、试刀板下限位器;7、试刀板右限位器;8、固定螺母;9、标定工具安装孔;10、标定工具;11、TCP标定模块基座;12、定位零点;13、环形槽;14、施力杆;15、连接销;16、压紧模块基座;17、U型槽;18、压紧块螺母;19、压紧垫片;20、压紧块;21、压紧块螺纹杆;22、十字槽;23、机器人。
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做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。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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的限制。
如图1所示,一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:包括试刀架主体模块1、TCP标定模块2、精度检测模块3和压紧机构4,各个模块或机构均可以实现拆卸更换,所述TCP标定模块2、精度检测模块3和压紧机构4均可拆卸式安装在试刀架主体模块1上,所述TCP标定模块2用于TCP的快速标定,所述精度检测模块3用于TCP标定后精度的快速检测,所述压紧机构4用于试板的快速装夹固定与试刀。
如图2所示,优选的,所述试刀架主体模块1包括平台5,所述平台5上设置有试刀板下限位器6和试刀板右限位器7,对安装到试刀架主体模块1上的试板起到限位作用,从而保证了不同尺寸的试板安装位置的一致性。
如图3所示,优选的,所述TCP标定模块2包括固定螺母8、标定工具10和TCP标定模块基座11;所述TCP标定模块基座11上设置有标定工具安装孔9,所述标定工具10通过固定螺母8安装于标定工具安装孔9中,所述标定工具10用于机器人23TCP的标定。
优选的,所述标定工具安装孔9末端开有槽口,工具安装孔9末端的槽口具有弹性收缩特性,且呈对称分布,槽口个数或为4,6,8,10。
如图4所示,优选的,所述精度检测模块3包括定位零点12、环形槽13和十字槽22,所述环形槽13以定位零点12为中心呈环状分布,每一环到中心距离相等,在误差检测过程中,TCP中心落于某个环内,即可快速确定TCP标定误差,所述环形槽13与十字槽22上均设置有刻度,所述十字槽22用于标定TCP方向。
优选的,所述定位零点12或为圆形凸台,或为圆形凹槽,或为锥形凸台,或为锥形凹槽。
优选的,所述环形槽13和十字槽22或为凸台结构或为凹槽结构,环形槽13环形结构个数为1-100。
如图5所示,优选的,所述压紧机构4设置有压紧模块基座16、U型槽17、压紧块螺纹杆21、压紧块螺母18、压紧块20和施力杆14,所述压紧模块基座16下端与平台5固定连接,所述压紧模块基座16上端通过连接销15与U型槽17铰接,所述U型槽17右侧与施力杆14铰接,所述U型槽17为半封闭结构,所述压紧块螺纹杆21能在U型槽17左侧内移动,所述压紧块螺纹杆21与压紧块螺母18螺纹连接,所述压紧块20与压紧块螺纹杆21下端固定连接,压紧块20与试板接触面材料为橡胶,以保护试板表面。
优选的,所述压紧块螺纹杆21上还套设有压紧垫片19。
如图6所示,一种机器人23用标定、试刀及检测一体化装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:工具标定,将标定工具10放入标定工具安装孔9中,旋转固定螺母8,使得标定工具10紧固在标定工具安装孔9中;
步骤二:将待测量的机器人23TCP从四个不同的方向移向标定工具10的尖点位置,机器人23控制系统从不同的法兰位置计算出工具的TCP,通过机器人23示教器完成TCP的标定;
步骤三:标定精度检测,通过控制机器人23示教器移动到定位零点12,在机器人23TCP到达定位零点12后,判断TCP处于环形槽13的位置,通过环形槽13上所设置的刻度来判断标定误差;
步骤四:将试板放入试刀架主体模块1中,通过试刀板下限位器6和试刀板右限位器7,对安装到试刀架主体模块1上的试板起到限位作用,从而保证了不同尺寸的试板定位一致性;
步骤五:直接扳动施力杆14进行试板的夹紧,夹紧后通过压紧机构4的多边形自锁特性实现自锁。
综上所述,本领域的普通技术人员阅读本发明文件后,根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案,均属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:包括试刀架主体模块(1)、TCP标定模块(2)、精度检测模块(3)和压紧机构(4),所述TCP标定模块(2)、精度检测模块(3)和压紧机构(4)均可拆卸式安装在试刀架主体模块(1)上,所述TCP标定模块(2)用于TCP的快速标定,所述精度检测模块(3)用于TCP标定后精度的快速检测,所述压紧机构(4)用于试板的快速装夹固定与试刀。
2.根据权利要求1所述的一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:所述试刀架主体模块(1)包括平台(5),所述平台(5)上设置有试刀板下限位器(6)和试刀板右限位器(7)。
3.根据权利要求2所述的一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:所述TCP标定模块(2)包括固定螺母(8)、标定工具(10)和TCP标定模块基座(11);所述TCP标定模块基座(11)上设置有标定工具安装孔(9),所述标定工具(10)通过固定螺母(8)安装于标定工具安装孔(9)中,所述标定工具(10)用于机器人(23)TCP的标定。
4.根据权利要求3所述的一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:所述标定工具安装孔(9)末端开有槽口。
5.根据权利要求3或4所述的一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:所述精度检测模块(3)包括定位零点(12)、环形槽(13)和十字槽(22),所述环形槽(13)以定位零点(12)为中心呈环状分布,所述环形槽(13)与十字槽(22)上均设置有刻度。
6.根据权利要求5所述的一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:所述定位零点(12)或为圆形凸台,或为圆形凹槽,或为锥形凸台,或为锥形凹槽。
7.根据权利要求6所述的一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:所述环形槽(13)和十字槽(22)或为凸台结构或为凹槽结构。
8.根据权利要求7所述的一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:所述压紧机构(4)设置有压紧模块基座(16)、U型槽(17)、压紧块螺纹杆(21)、压紧块螺母(18)、压紧块(20)和施力杆(14),所述压紧模块基座(16)下端与平台(5)固定连接,所述压紧模块基座(16)上端通过连接销(15)与U型槽(17)铰接,所述U型槽(17)右侧与施力杆(14)铰接,所述压紧块螺纹杆(21)能在U型槽(17)左侧内移动,所述压紧块螺纹杆(21)与压紧块螺母(18)螺纹连接,所述压紧块(20)与压紧块螺纹杆(21)下端固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种机器人用标定、试刀及检测一体化装置,其特征在于:所述压紧块螺纹杆(21)上还套设有压紧垫片(19)。
10.一种机器人(23)用标定、试刀及检测一体化装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:工具标定,将标定工具(10)放入标定工具安装孔(9)中,旋转固定螺母(8),使得标定工具(10)紧固在标定工具安装孔(9)中;
步骤二:将待测量的机器人(23)TCP从四个不同的方向移向标定工具(10)的尖点位置,机器人(23)控制系统从不同的法兰位置计算出工具的TCP,通过机器人(23)示教器完成TCP的标定;
步骤三:标定精度检测,通过控制机器人(23)示教器移动到定位零点(12),在机器人(23)TCP到达定位零点(12)后,判断TCP处于环形槽(13)的位置,通过环形槽(13)上所设置的刻度来判断标定误差;
步骤四:将试板放入试刀架主体模块(1)中,通过试刀板下限位器(6)和试刀板右限位器(7);
步骤五:直接扳动施力杆(14)进行试板的夹紧,夹紧后通过压紧机构(4)的多边形自锁特性实现自锁。
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