機(jī)器人關(guān)節(jié)零點(diǎn)自動校準(zhǔn)末端執(zhí)行裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用涉及機(jī)器人自動化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)器人關(guān)節(jié)零點(diǎn)自動校準(zhǔn)末端執(zhí)行裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，所有的機(jī)器人品牌，在機(jī)器人組裝完成之后到出廠之前，需要對機(jī)器人的各個關(guān)節(jié)進(jìn)行校準(zhǔn)。然而，傳統(tǒng)的校準(zhǔn)方法比較麻煩且低效，傳統(tǒng)的方法是通過一只千分尺逐一對各個關(guān)節(jié)軸進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)。如圖1所示，當(dāng)頂針接觸到V型槽的最低點(diǎn)時，記錄下數(shù)據(jù)，并標(biāo)記為零點(diǎn)，V型槽位于機(jī)器人關(guān)節(jié)處的圓周上。由于是通過人眼目測的方式記錄數(shù)據(jù)難免會造成失誤，難以保證絕對的可靠，且效率低下。即便是運(yùn)用傳感器式的千分尺，雖然能夠自動記錄V型槽最低點(diǎn)，但還是需要通過人工對各個關(guān)節(jié)軸安裝卸載多次才能完成，依然不盡如人意。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述缺陷，本實用提供了一種的機(jī)器人關(guān)節(jié)零點(diǎn)自動校準(zhǔn)末端執(zhí)行裝置，能夠提高校準(zhǔn)精度及控制模型的精度，提高機(jī)器人的精度的器人關(guān)節(jié)零點(diǎn)自動校準(zhǔn)。
[0004]本實用為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種機(jī)器人關(guān)節(jié)零點(diǎn)自動校準(zhǔn)末端執(zhí)行裝置，包括安裝在機(jī)器人本體上的機(jī)械抓手、以及外部的定位球，所述機(jī)械抓手由3個相互正交垂直的激光距離傳感器組成，所述3個激光距離傳感器通過接觸位于定位球的表面。
[0005]本實用的有益效果是:本實用了一種新型的非接觸式激光傳感器抓手，用來進(jìn)行機(jī)器人關(guān)節(jié)的自動校準(zhǔn)，具有精度高，無損耗、長期性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，現(xiàn)在一般機(jī)器人關(guān)節(jié)軸的校準(zhǔn)都需要耗費(fèi)大量人力，本實用大大節(jié)省了勞動力，實現(xiàn)了校準(zhǔn)的全自動化，提高了生產(chǎn)力。本實用還能提高機(jī)器人控制模型的精度，提高了機(jī)器人在實際使用過程中的絕對精度。
【附圖說明】
[0006]圖1為本現(xiàn)有的機(jī)器人各個關(guān)節(jié)校準(zhǔn)方法示意圖；
[0007]圖2為本實用的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖3為本實用中外部定位球的球心坐標(biāo)P的計算方法示意圖；
[0009]圖4為本實用的機(jī)器人各個關(guān)節(jié)校準(zhǔn)方法示意圖；
[0010]圖中標(biāo)示:1-機(jī)器人本體;2-機(jī)械抓手;3-定位球;4-激光距離傳感器。
【具體實施方式】
[0011]為了加深對本實用的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本實用作進(jìn)一步詳述，該實施例僅用于解釋本實用，并不構(gòu)成對本實用保護(hù)范圍的限定。
[0012]圖2示出了本實用一種機(jī)器人關(guān)節(jié)零點(diǎn)自動校準(zhǔn)末端執(zhí)行裝置的一種實施方式，包括安裝在機(jī)器人本體I上的機(jī)械抓手2、以及外部的定位球3，所述機(jī)械抓手2由3個相互正交垂直的激光距離傳感器4組成，其分別為激光距離傳感器a、激光距離傳感器b和激光距離傳感器c，所述3個激光距離傳感器4通過接觸位于定位球3的表面。
[0013]如圖4所示的進(jìn)行校準(zhǔn)的機(jī)器人關(guān)節(jié)零點(diǎn)自動校準(zhǔn)方法，包括以下步驟:
[0014]I)兩次旋轉(zhuǎn)機(jī)器人本體上的第一軸一個角度α，并記錄下抓手所測量到的外部定位球的球心坐標(biāo)P1、Ρ2和P3 ；
[0015]如圖3所示，球心坐標(biāo)Ρη(η=1，2，3)，正視圖中虛線三角形的3個頂點(diǎn)表示3個激光傳感器投影到球面的測量點(diǎn)，由于球半徑已知為R，很容易求得這3個點(diǎn)的外接圓半徑r和該圓到球心的距離d，以及球心位置Pc。
[0016]2)畫出P1P2和P2P3的垂直平分線，它們的交點(diǎn)就是機(jī)器人的第一軸的旋轉(zhuǎn)中心位置 Pxl;
[0017]3)同時，第一軸的軸向量Axl可以通過向量叉積P1P2 X P2P3的計算結(jié)果獲得；
[0018]4)重復(fù)上述步驟，分別測得機(jī)器人本體的其他各個軸的軸向量Axi及其旋轉(zhuǎn)中心坐標(biāo)Pxl，獲得各個旋轉(zhuǎn)中心相互的距離之后，即獲得了機(jī)器人各關(guān)節(jié)間的長度，同時，獲得了各個軸向量，即獲得了各個關(guān)節(jié)間的相對位置。而這些關(guān)節(jié)間長度和關(guān)節(jié)的相對位置就是機(jī)器人關(guān)節(jié)校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行精確的校準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種機(jī)器人關(guān)節(jié)零點(diǎn)自動校準(zhǔn)末端執(zhí)行裝置，其特征在于:包括安裝在機(jī)器人本體(I)上的機(jī)械抓手(2)、以及外部的定位球(3)，所述機(jī)械抓手(2)由3個相互正交垂直的激光距離傳感器(4)組成，所述3個激光距離傳感器(4)通過接觸位于定位球(3)的表面。
【專利摘要】本實用公開了一種機(jī)器人關(guān)節(jié)零點(diǎn)自動校準(zhǔn)末端執(zhí)行裝置，包括安裝在機(jī)器人本體上的機(jī)械抓手、以及外部的定位球，所述機(jī)械抓手由3個相互正交垂直的激光距離傳感器組成，所述3個激光距離傳感器通過接觸位于定位球的表面，用來進(jìn)行機(jī)器人關(guān)節(jié)的自動校準(zhǔn)，具有精度高，無損耗、長期性能穩(wěn)定等特點(diǎn)；其自動化的校準(zhǔn)方法，直接對各個軸的位置和向量進(jìn)行測量，避免了計算和模型誤差，提高了機(jī)器人的控制精度，降低了機(jī)器人的加工精度和成本。
【IPC分類】G01B11/00
【公開號】CN205120040
【申請?zhí)枴緾N201520837933
【發(fā)明人】陶宗杰
【申請人】柯昆（昆山）自動化有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年10月27日