CN115648285B - 机器人本体零点外部校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了机器人本体零点外部校准方法，包括以下步骤S1、千分表，S2、辅助设备装备螺纹孔，S3、目视定位槽，S4、内嵌式定位斜坡，S5、各部分装配关系，S6、测试方法，千分表为方案中定位零点位置的外部设备支撑，也可用精度更高的激光测距仪代替。本发明通过采用机器人本体零点外部校准法优化了机器人内部系统标定法的计算误差导致的标定精度问题。相较于激光跟踪仪标定等外部设备标定方法，此方案能灵活运用于各种现场场景，没有设备限制。虽然标定精度不及激光跟踪仪高，但是基本能满足常规使用。
Description
技术领域
本发明涉及机器人零点校准技术领域，具体为机器人本体零点外部校准方法。
背景技术
机器人本体的实际精度和理论设计模型可能会存在一定的误差。为了使机器人本体达到与理论设计模型一致，提高机器人点精度和轨迹精度或者能够完全以编程设定的动作运动，机器人在装配后需要进行标定工作。标定一般采用激光跟踪仪、拉线法、20点法等方法；
零点校准指的是修改轴的零点位置信息，在减速比，连杆，耦合比参数都标定好的情况下，使零点位置成为正确的运动基准。机器人各轴的零点位置信息指的是机器人的姿态处于模型设计零点时，各轴编码器的单圈信息和多圈信息读数。以华数机器人为例，默认零点J1-J5为(0，-90，180，0，90，0)，即当机器人处于此位置时伺服电机编码器的单圈信息和多圈信息读数为机器人各轴的零点位置信息。
而常见的光电编码器可分为增量式光电编码器和绝对式光电编码器。
机器人在现场增量式光电编码器断电会导致机器人零点位置丢失，而碰撞，大型维修，更换电机等都会导致机器人零点位置的丢失的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供机器人本体零点外部校准方法，以解决上述背景技术中提出的机器人零点位置的丢失的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：机器人本体零点外部校准方法，包括以下步骤：
S1、千分表；
S2、辅助设备装备螺纹孔；
S3、目视定位槽；
S4、内嵌式定位斜坡；
S5、各部分装配关系；
S6、测试方法；
具体包括以下步骤：
S1、千分表；为方案中定位零点位置的外部设备支撑，也可用精度更高的激光测距仪代替；
S2、辅助设备装备螺纹孔；用于固定辅助设备到机器人本体上；
S3、目视定位槽；定位轴与被定位轴皆有一个定位槽，用于人工肉眼移动机器人轴进行对齐，当两个定位槽处于对齐状态时，千分表测量位置应为定位斜坡底部端面，此位置为欲校准位置；
S4、内嵌式定位斜坡：需在生产轴零件时就对轴面进行开槽处理，保证斜面和底面光滑平整；
S5、各部分装配关系：在机器人本体被定位端轴的端面设计固定角度的坡面角度越小，分辨率越高，定位精度越好，定位端设计一个常规螺纹孔，可旋拧千分表或激光测距仪，装配条件为目视槽对齐时螺纹孔中心位于机器人被定位端轴的端面，此为欲校正位置，而机器人装配零点为螺纹孔中心位于坡面±两mm以内；
S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度，则定位完成，然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
优选的：所述步骤S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度为3mm，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数6mm，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度3mm，则定位完成，然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过采用机器人本体零点外部校准法优化了机器人内部系统标定法的计算误差导致的标定精度问题。相较于激光跟踪仪标定等外部设备标定方法，此方案能灵活运用于各种现场场景，没有设备限制。虽然标定精度不及激光跟踪仪高，但是基本能满足常规使用。
附图说明
图1为本发明的正视结构示意图。
图中：1、千分表；2、辅助设备装备螺纹孔；3、目视定位槽；4、内嵌式定位斜坡。
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，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；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，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供的一种实施例1：机器人本体零点外部校准方法，包括以下步骤：
S1、千分表1；
S2、辅助设备装备螺纹孔2；
S3、目视定位槽3；
S4、内嵌式定位斜坡4；
S5、各部分装配关系；
S6、测试方法。
具体包括以下步骤；
S1、千分表1；为方案中定位零点位置的外部设备支撑，也可用精度更高的激光测距仪代替；
S2、辅助设备装备螺纹孔2；用于固定辅助设备到机器人本体上；
S3、目视定位槽3；定位轴与被定位轴皆有一个定位槽，用于人工肉眼移动机器人轴进行对齐，当两个定位槽处于对齐状态时，千分表1测量位置应为定位斜坡底部端面，此位置为欲校准位置；
S4、内嵌式定位斜坡4：需在生产轴零件时就对轴面进行开槽处理，保证斜面和底面光滑平整；
S5、各部分装配关系：在机器人本体被定位端轴的端面设计固定角度的坡面角度越小，分辨率越高，定位精度越好，定位端设计一个常规螺纹孔，可旋拧千分表或激光测距仪，装配条件为目视槽对齐时螺纹孔中心位于机器人被定位端轴的端面，此为欲校正位置，而机器人装配零点为螺纹孔中心位于坡面±两mm以内；
S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度，则定位完成。然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
步骤S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度为3mm，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数6mm，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度3mm，则定位完成。然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
请参阅图1，本发明提供的一种实施例2：机器人本体零点外部校准方法，包括以下步骤：
S1、千分表1；
S2、辅助设备装备螺纹孔2；
S3、目视定位槽3；
S4、内嵌式定位斜坡4；
S5、各部分装配关系；
S6、测试方法。
具体包括以下步骤；
S1、千分表1；为方案中定位零点位置的外部设备支撑，也可用精度更高的激光测距仪代替；
S2、辅助设备装备螺纹孔2；用于固定辅助设备到机器人本体上；
S3、目视定位槽3；定位轴与被定位轴皆有一个定位槽，用于人工肉眼移动机器人轴进行对齐，当两个定位槽处于对齐状态时，千分表1测量位置应为定位斜坡底部端面，此位置为欲校准位置；
S4、内嵌式定位斜坡4：需在生产轴零件时就对轴面进行开槽处理，保证斜面和底面光滑平整；
S5、各部分装配关系：在机器人本体被定位端轴的端面设计固定角度的坡面角度越小，分辨率越高，定位精度越好，定位端设计一个常规螺纹孔，可旋拧千分表1或激光测距仪，装配条件为目视槽对齐时螺纹孔中心位于机器人被定位端轴的端面，此为欲校正位置，而机器人装配零点为螺纹孔中心位于坡面±两mm以内；
S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度，则定位完成。然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
步骤S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度为6mm，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数9mm，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度6mm，则定位完成。然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
请参阅图1，本发明提供的一种实施例3：机器人本体零点外部校准方法，包括以下步骤：
S1、千分表1；
S2、辅助设备装备螺纹孔2；
S3、目视定位槽3；
S4、内嵌式定位斜坡4；
S5、各部分装配关系；
S6、测试方法。
具体包括以下步骤；
S1、千分表1；为方案中定位零点位置的外部设备支撑，也可用精度更高的激光测距仪代替；
S2、辅助设备装备螺纹孔2；用于固定辅助设备到机器人本体上；
S3、目视定位槽3；定位轴与被定位轴皆有一个定位槽，用于人工肉眼移动机器人轴进行对齐，当两个定位槽处于对齐状态时，千分表1测量位置应为定位斜坡底部端面，此位置为欲校准位置；
S4、内嵌式定位斜坡4：需在生产轴零件时就对轴面进行开槽处理，保证斜面和底面光滑平整；
S5、各部分装配关系：在机器人本体被定位端轴的端面设计固定角度的坡面角度越小，分辨率越高，定位精度越好，定位端设计一个常规螺纹孔，可旋拧千分表1或激光测距仪，装配条件为目视槽对齐时螺纹孔中心位于机器人被定位端轴的端面，此为欲校正位置，而机器人装配零点为螺纹孔中心位于坡面±两mm以内；
S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度，则定位完成。然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
步骤S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度为2mm，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数5mm，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度2mm，则定位完成。然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
请参阅图1，本发明提供的一种实施例4：机器人本体零点外部校准方法，包括以下步骤：
S1、千分表1；
S2、辅助设备装备螺纹孔2；
S3、目视定位槽3；
S4、内嵌式定位斜坡4；
S5、各部分装配关系；
S6、测试方法。
具体包括以下步骤；
S1、千分表1；为方案中定位零点位置的外部设备支撑，也可用精度更高的激光测距仪代替；
S2、辅助设备装备螺纹孔2；用于固定辅助设备到机器人本体上；
S3、目视定位槽3；定位轴与被定位轴皆有一个定位槽，用于人工肉眼移动机器人轴进行对齐，当两个定位槽处于对齐状态时，千分表1测量位置应为定位斜坡底部端面，此位置为欲校准位置；
S4、内嵌式定位斜坡4：需在生产轴零件时就对轴面进行开槽处理，保证斜面和底面光滑平整；
S5、各部分装配关系：在机器人本体被定位端轴的端面设计固定角度的坡面角度越小，分辨率越高，定位精度越好，定位端设计一个常规螺纹孔，可旋拧千分表1或激光测距仪，装配条件为目视槽对齐时螺纹孔中心位于机器人被定位端轴的端面，此为欲校正位置，而机器人装配零点为螺纹孔中心位于坡面±两mm以内；
S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度，则定位完成。然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
步骤S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度为4mm，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数8mm，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度4mm，则定位完成。然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (2)
1.机器人本体零点外部校准方法，包括以下步骤：
S1、千分表(1)；
S2、辅助设备装备螺纹孔(2)；
S3、目视定位槽(3)；
S4、内嵌式定位斜坡(4)；
S5、各部分装配关系；
S6、测试方法；
具体包括以下步骤：
S1、千分表(1)；为方案中定位零点位置的外部设备支撑，也可用精度更高的激光测距仪代替；
S2、辅助设备装备螺纹孔(2)；用于固定辅助设备到机器人本体上；
S3、目视定位槽(3)；定位轴与被定位轴皆有一个定位槽，用于人工肉眼移动机器人轴进行对齐，当两个定位槽处于对齐状态时，千分表(1)测量位置应为定位斜坡底部端面，此位置为欲校准位置；
S4、内嵌式定位斜坡(4)：需在生产轴零件时就对轴面进行开槽处理，保证斜面和底面光滑平整；
S5、各部分装配关系：在机器人本体被定位端轴的端面设计固定角度的坡面角度越小，分辨率越高，定位精度越好，定位端设计一个常规螺纹孔，可旋拧千分表或激光测距仪，装配条件为目视槽对齐时螺纹孔中心位于机器人被定位端轴的端面，此为欲校正位置，而机器人装配零点为螺纹孔中心位于坡面±两mm以内；
S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度，则定位完成，然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
2.根据权利要求1所述的机器人本体零点外部校准方法，其特征在于：所述步骤S6、测试方法：出厂标定后记录机器人处于零点时每个轴斜坡距离底面的垂直高度为3mm，将其铭刻到机器人铭牌上记录，当现场出现编码器掉电，零点丢失的情况，单轴运行机器人与目视槽对齐位置，拧上千分表或激光测距仪，千分表一定要抵到定位斜坡的底面，记录当前千分表读数6mm，缓慢移动当前轴使读数等于记录读数加铭牌上记录的斜坡高度3mm，则定位完成，然后正常使用机器人系统校准当前轴零点位置即可，其他每个轴都可以用此方法实施零点校准。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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