CN1210777A - 使用传感器的校正方法 - Google Patents

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Abstract

一种校正方法,用于补偿用新的部件与工业机器人中的部件替换时产生的偏差。一信号发生部分安装在机器人的可移动部件上。一旦可移动部分移动,一信号检测部分通过其内设有的传感器检测信号发生部分的移动情况,并根据所检测的信号产生校正数据。利用所产生的校正数据和预定校正数据间的差值修正预定校正数据,从而对偏差进行补偿。由于不使用起校正作用的分离规尺,这样节约了时间和精力,校正精度高。

Description

使用传感器的 校正方法
本发明涉及一种使用传感器的校正方法，特别涉及一种对固定在机器人机体上的传输部件内的诸如马达、皮带等的驱动元件或者感应机器人中机械手臂转轴动作情况的传感器用新的部件替换时产生的偏差进行补偿的校正方法。
当诸如工业机器人的需要精确的位置控制的机械装置对一种部件或者全部部件进行维修或者拆卸、组装，以便用新的部件替换其内原有的部件时，就可能产生偏差，该偏差是机器人中诸如手臂式的可移动部件的初始位置从其预定位置产生的变化。如果该偏差值导致基于预定校正数据的位置控制的精度降低，就需要进行新的校正，以修正预定校正数据，从而在用新的部件替换原有部件后，对偏差进行补偿。
在现有技术中，如果替换机器人机体内的部件比如马达之后，要对偏差进行补偿，可使用专用于执行校正的规尺，或者根据机器人机体上标注的记号进行校正。
使用校正规尺进行校正采取下述步骤：
(1)拆除安装在机器人机体上的工作工具(working tool)。
(2)安装校正工具。
(3)使用校正工具进行校正。
(4)用所得的校正结果修正校正数据或者补偿偏差。
(5)拆除校正工具。
(6)再安装工作工具。
这种使用校正规尺的校正方法需要一高精度的校正规尺。而且要相互交换两次工作工具和校正工具，因此，该校正方法非常繁琐且浪费时间，进而导致工作效率低下。
另一方面，使用标注在机器人机体上的记号进行校正采取下述步骤：
(1)把所有机体部件移向标记的位置。
(2)用机器人的当前位置修正校正数据或者补偿偏差。
这种方法不象使用校正规尺那样进行繁琐的交换工具工作，但是由于校正精度低，此方案并不可取。
所提出的本发明可克服现有技术的上述不足，由此引出本发明的目的是提供一种机器人的校正方法，该方法可对偏差进行简单而精确地补偿，而不需为使用校正规尺所进行的交换工具的繁琐过程。
为达到上述目的，本发明提供一种工业机器人的校正方法，包括下述步骤：准备安装到机器人的可移动部分上的一信号发生部分、以及检测来自于信号发生器部分信号的一信号检测部分，该信号发生部分提供关于可移动部分的位置的信号；移动可移动部分；根据由信号检测部分所检测的可移动部分的位置产生校正数据；计算所产生的校正数据和预定校正数据之间的差值；根据该差值对预定校正数据进行修正从而对偏差进行补偿。
这里移动可移动部分包括如下步骤：沿着一转动方向转动可移动部分，当检查到由信号检测部分所检测的信号变化时，停止可移动部分的转动；再沿相反转动方向转动可移动部分。另外，在产生校正数据的步骤中，在执行沿相反转动方向转动可移动部分的步骤期间，检查由信号检测部分所检测的信号变化的同时，根据可移动部分的位置产生校正数据。
优选的是，可移动部分在沿一转动方向转动时以高转速转动、而在沿相反转动方向转动时以低转速转动。
按照本发明，可在短时间内进行校正，而不需繁琐的交换校正规尺，而且校正精度高。
结合附图，通过下面的描述，本发明将更易于理解，也将更全面地领会其各种目的和效果，其中：
图1是实现按照本发明所述校正方法的机器人控制系统的方框图；
图2是按照本发明所述的校正方法的流程图。
下面，参照附图详细描述本发明。
图1是实现按照本发明所述校正方法的机器人控制系统的方框图。该机器人10设有一马达11、一传送部分12、一手臂13、一信号发生部分14以及一信号检测部分15。
马达11产生驱动机器人10的力矩。传送部分12包括皮带、齿轮等，用于向手臂13传送马达11的驱动力矩。手臂13由传送部分12传送的驱动力矩驱动。信号发生部分14安装在手臂13上，并与手臂13一起运动。信号发生部分14提供一表示手臂13位置的信息。信号检测部分15设有一传感器(图中未画出)用于感应信号发生部分14，并检测由带有传感器的信号发生部分14产生的信号。
机器人控制系统包括一上位控制器(superior controller)20、一移动控制器30以及一马达控制器40。
上位控制器20是用于控制机器人10的操作的计算机，其具有一信号输入部分21、一程序控制部分22、以及一数据存储部分23。信号输入部分21是一接收来自于信号检测部分15信号的接口电路。程序控制部分22根据储存在其内的程序按照通过信号输入部分21输入的信号控制机器人10。还有，键输入部分24接收用户的指令，显示部分25显示机器人10的操作状态，并且所有相关数据与上位控制器20连接。
移动控制器30按照上位控制器20的命令控制马达控制器40，而马达控制器40直接控制马达11的操作。换句话说，当上位控制器20分析到用户通过键输入部分24输入的命令，并随后命令机器人10的操作时，移动控制器30接收该命令并通过马达控制器40驱动马达11。马达11一旦驱动，其驱动力矩就通过传送部分12传送到手臂13，手臂13转动，实现机器人10的所需操作。
手臂13转动时，安装在其上的信号发生部分14也与其一起转动，而信号检测部分15检测其内设有传感器的信号发生部分14的位置。在此情况下，上位控制器20通过信号输入部分21接收由信号检测部分15检测的信号，并判断手臂13的位置，执行必要的控制。
下面，参照这种机器人的控制系统和图2描述按照本发明所述的校正方法。
一旦由用户从键盘输入部分24操作的信号输入到上位控制器20，该上位控制器20就命令移动控制器30沿一转动方向转动手臂13，移动控制器30按照上位控制器20的命令通过马达控制器40驱动机器人10的马达11。然后，马达11转动，其驱动力矩通过传送部分12被传送到手臂13，于是手臂13沿转动方向转动(步骤S1)。在此情况下，马达11最好以高转速转动手臂13。
手臂13转动的同时，安装在手臂13上的信号发生部分14也随手臂13一起转动。上位控制器20检查通过信号检测部分15所检测的信号变化(步骤S2)。如果没有检查到所检测信号的有任何变化，就继续转动手臂13，如果检查到变化，就逐渐降低马达11的转速直到手臂13停止(步骤S3)。
然后，马达11反向驱动，最好是以低速转动，以使手臂13沿相反转动方向转动(步骤S4)。手臂13以低转速反向转动的同时，上位控制器20通过检查信号检测部分15所检测的信号变化(步骤S5)，如果没检查到变化，手臂13继续反向转动。
如果手臂13反向转动的同时，检查到由信号检测部分所检测信号的变化，上位控制器20就在检查到变化的同时，根据手臂13的转动位置产生校正数据(步骤S6)，马达11停转，并停止手臂13的动作(步骤S7)。
然后，计算由上述过程得出的校正数据和预定校正数据间的差值(步骤S8)，利用该差值修正预定校正数据(步骤S9)，从而补偿偏差。该经修正的校正数据储存在数据存储部分23。
综上所述，通过校正操作对现有机器人控制系统的偏差进行补偿，可获得新的校正数据。
按照本发明，可在短时间内进行校正而不需象现有技术中使用校正规尺的校正方法那样进行繁琐的交换工具。而且，与常用的使用记号的校正方法相比较，该校正方法能更精确地执行。
尽管已对本发明作了详细描述和图示，很显然本发明仅借助了图示和实例，但并不局限于此，其中本发明的精神和保护范围仅由附属权利要求书所限定。

Claims (3)

1．一种工业机器人的校正方法，包括如下步骤：
准备安装到机器人的一可移动部分上的一信号发生部分、以及检测来自于该信号发生器部分信号的一信号检测部分，该信号发生器部分提供关于所述可移动部分的位置的信号；
移动所述的可移动部分；
根据由所述的信号检测部分所检测的所述的可移动部分的位置产生校正数据；
计算所产生的校正数据和预定校正数据之间的差值；
根据该差值对所述的预定校正数据进行修正从而对偏差进行补偿。
2．如权利要求1所述的校正方法，其中所述的移动所述的可移动部分的步骤包括以下步骤：
沿着一转动方向转动所述的可移动部分；
当检查到由所述的信号检测部分所检测的信号变化时，停止所述的可移动部分的转动；
再沿相反转动方向转动所述的可移动部分；和
产生所述的校正数据的步骤包括这样的步骤，即在执行沿相反转动方向转动所述的可移动部分的步骤期间，在检查到由所述的信号检测部分所检测的信号变化的同时，根据所述的可移动部分的位置产生所述的校正数据。
3．如权利要求2所述的校正方法，其中所述的可移动部分在沿一转动方向转动期间以高转速转动而在沿相反转动方向转动期间以低转速转动。
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