CN106584509A - 并联机器人的原点标定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业机器人的标定技术领域，具体公开一种并联机器人的原点标定方法。本发明的并联机器人的原点标定方法利用非接触空间坐标测量装置，可以准确的得到并联机器人输出轴的位置及原点，进而可以对误差进行补偿和修正实现对并联机器人的准确控制。

Description

并联机器人的原点标定方法

技术领域

本发明涉及工业机器人的标定技术领域，具体涉及一种并联机器人的原点标定方法。

背景技术

并联机器人具有无累积误差、精度较高，结构紧凑、刚度高、承载能力大等优点，已广泛应用于军事工业、生物医学、运动模拟等生活的方方面面。原点是机器人坐标系的基准，无法确定原点的机器人就没有办法判断自身位置，更不用说精确控制其运动到指定位置。

为了精确控制并联机器人和了解并联机器人的误差，需要对并联机器人进行标定。而对并联机器人原点的标定是其中较为重要的过程之一。现有方法是通过机械件来保证并联机器人原点的定位。然而机械件本身就存在加工和装配误差，难以保证精度；并且为了提高加工和装配精度，也增加了成本。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的并联机器人的原点标定方法成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种并联机器人的原点标定方法。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

一种并联机器人的原点标定方法，与现有技术相比，其不同之处在于，该方法包括如下步骤：

S1：将坐标测量装置的测量靶标设置在与电机输出轴相连接的转臂上，启动电机使得测量靶标随着转臂旋转，在旋转过程中用坐标测量装置对测量靶标的坐标进行测量；

S2：分别对三个转臂上的靶标测量所得坐标进行直线拟合处理，分别得到三个电机输出轴的轴线，依次为第一轴线、第二轴线和第三轴线；

S3：将所得第一轴线、第二轴线和第三轴线进行拟合处理，得到第一平面；

S4：将第一轴线、第二轴线和第三轴线分别在第一平面进行投影，在第一平面内得到第一投影线、第二投影线和第三投影线，第一投影线、第二投影线和第三投影线在第一平面内两两相交得到第一交点、第二交点和第三交点以及由三个交点形成的第一三角形，计算第一三角形的中心作为并联机器人的原点。

优选地，在步骤S4之后还包括如下步骤：

S5：计算第一三角形的第一边长、第二边长和第三边长；计算第一三角形的中心到第一三角形每条边的距离，分别为第一距离、第二距离和第三距离；

S6：通过第一边长、第二边长和第三边长以及第一距离、第二距离和第三距离计算所述原点的误差。

优选地，所述坐标测量装置为激光跟踪仪。

本发明的并联机器人的原点标定方法利用非接触空间坐标测量装置，可以准确的得到并联机器人输出轴的位置及原点，进而可以对误差进行补偿和修正实现对并联机器人的准确控制。

附图说明

图1是本发明的并联机器人的原点标定方法的应用原理图。

图2是本发明的并联机器人的原点标定方法中第一平面内的投影图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1所示，本实施例的标定方法针对图1中的并联机器人1，利用非接触空间坐标测量装置2对其进行原点标定，其中，并联机器人1是三自由度并联机器人，其具有基座11、电机输出轴12、转臂13、连杆14及末端执行器15，通过电机输出轴12旋转可带动转臂13及连杆14旋转，通过多个连杆14与末端执行器15相连可实现对末端执行器的运动控制；非接触空间坐标测量装置2具有测量装置21及测量靶标22，用来对空间点进行非接触式测量，在一个优选实施方式中，非接触空间坐标测量装置为激光跟踪仪。

本发明实施例提供了一种并联机器人的原点标定方法，利用非接触空间坐标测量装置2对并联机器人1的原点进行标记，在并联机器人1与电机输出轴12连接的转臂13上设置测量靶标22，使该电机输出轴12旋转，跟踪并测量靶标22的位置。

具体地，该原点标定方法包括如下步骤：

S1：将坐标测量装置2的测量靶标22设置在与电机输出轴12相连接的转臂13上，启动电机使得测量靶标22随着转臂13旋转，在旋转过程中用坐标测量装置2对测量靶标22的坐标进行测量。

S2：分别对三个转臂13上的靶标22测量所得坐标进行直线拟合处理，分别得到三个电机输出轴12的轴线，依次为第一轴线、第二轴线和第三轴线。

S3：将所得第一轴线、第二轴线和第三轴线进行拟合处理，得到第一平面。

S4：将第一轴线、第二轴线和第三轴线分别在第一平面进行投影，请参阅图2所示，在第一平面内得到第一投影线、第二投影线和第三投影线，第一投影线、第二投影线和第三投影线在第一平面内两两相交得到第一交点A、第二交点B和第三交点C以及由三个交点形成的第一三角形ABC，计算第一三角形ABC的中心O作为并联机器人的原点。

S5：计算第一三角形ABC的第一边长AB、第二边长BC和第三边长AC；计算第一三角形ABC的中心O到第一三角形ABC每条边的距离，分别为第一距离OD、第二距离OE和第三距离OF。

S6：通过第一边长AB、第二边长BC和第三边长AC以及第一距离OD、第二距离OE和第三距离OF计算所述原点的误差。

理论上，所得到的三条轴线(第一轴线、第二轴线和第三轴线)应在一个平面上，且第一轴线、第二轴线和第三轴线在第一平面投影所得到的三角形应为等边三角形，所得到的三角形中心O(并联机器人原点)到三角形的三条边的距离应相等。测量三角形的三条边的边长AB、BC、CA和中心O(并联机器人原点)到三角形的三条边的距离OD、OE、OF可以得到并联机器人电机输出轴轴线及原点的误差。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种并联机器人的原点标定方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1：将坐标测量装置的测量靶标设置在与电机输出轴相连接的转臂上，启动电机使得测量靶标随着转臂旋转，在旋转过程中用坐标测量装置对测量靶标的坐标进行测量；

S2：分别对三个转臂上的靶标测量所得坐标进行直线拟合处理，分别得到三个电机输出轴的轴线，依次为第一轴线、第二轴线和第三轴线；

S3：将所得第一轴线、第二轴线和第三轴线进行拟合处理，得到第一平面；

S4：将第一轴线、第二轴线和第三轴线分别在第一平面进行投影，在第一平面内得到第一投影线、第二投影线和第三投影线，第一投影线、第二投影线和第三投影线在第一平面内两两相交得到第一交点、第二交点和第三交点以及由三个交点形成的第一三角形，计算第一三角形的中心作为并联机器人的原点。

2.根据权利要求1所述的并联机器人的原点标定方法，其特征在于，在步骤S4之后还包括如下步骤：

S5：计算第一三角形的第一边长、第二边长和第三边长；计算第一三角形的中心到第一三角形每条边的距离，分别为第一距离、第二距离和第三距离；

S6：通过第一边长、第二边长和第三边长以及第一距离、第二距离和第三距离计算所述原点的误差。

3.根据权利要求1所述的并联机器人的原点标定方法，其特征在于，所述坐标测量装置为激光跟踪仪。