CN109079778A - 机器人调零***及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种机器人调零***及方法。所述机器人调零***，包括：数据采集装置，其用于实时采集零点位置标识的数据，所述零点位置标识固定在所述机器人的关节的相对转动的两个连杆上；数据分析装置，其用于根据所述零点位置标识的数据分析所述关节连杆是否归零，并将分析结果发送至机器人控制***。通过本申请的方案，能够自动化完成机器人调零，从而节省了人力，提高了调零效率。

Description

机器人调零***及方法

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人调零***及方法。

背景技术

零点是机器人坐标系的基准，没有零点，机器人则无法判断自身的位置。机器人的调零就是需要将机器人的机械信息和位置信息同步，来定义机器人的物理位置，从而使机器人能够准确地按照规划轨迹移动。在机器人的调试过程中经常会遇到丢失零点的情况，如编码器电池更换、超越机械极限位置、与障碍物发生碰撞、手动移动机器人关节等，此时，就需要重新进行调零，保障机器人的精确运动控制。

而目前工业机器人调零常采用的调零方法，如插销式、刻线式、V型槽式、基准面式，均需要有工作人员在机器人附近辅助完成调零工作，不仅耗费人力，且具有一定的危险性。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方式。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种机器人调零***及方法，通过采集机器人关节上的零点位置标识的数据，分析是否归零，并反馈给机器人控制***，能够自动化完成机器人调零，从而节省了人力，提高了调零效率。

根据本申请的一个方面，提供一种机器人调零***，包括：数据采集装置，其用于实时采集零点位置标识的数据，所述零点位置标识固定在所述机器人的关节的相对转动的两个连杆上；数据分析装置，其用于根据所述零点位置标识的数据分析所述关节连杆是否归零，并将分析结果发送至机器人控制***。

可选地，所述零点位置标识为可图像识别的标识；和/或所述数据采集装置为一个或者多个。

可选地，所述零点位置标识，包括第一零点位置标识和第二零点位置标识，分别固定在所述关节的相对转动的两个连杆上，所述数据分析装置通过分析所述第一零点位置标识和第二零点位置标识是否对齐来判断所述关节部分是否归零；和/或，所述多个数据采集装置以不同的角度采集所述零点位置标识的数据；和/或，所述机器人包括2个以上关节，所述多个数据采集装置分别采集每个关节上的所述零点位置标识的数据。

可选地，所述数据采集装置为相机，其获取所述零点位置标识的图像数据；和/或，所述机器人控制***根据所述分析结果，控制所述关节连杆的运动；和/或所述机器人控制***根据所述分析结果控制所述关节的关节轴转动，直至所述关节的关节连杆归零；和/或，当所述数据分析装置判断出所述关节连杆归零时发出提示音。

根据本申请的另一个方面，提供一种机器人调零方法，包括：实时采集零点位置标识的数据，所述零点位置标识固定在所述机器人的关节的相对转动的两个连杆上；根据所述零点位置标识的数据分析所述关节连杆是否归零，并将分析结果发送至机器人控制***。

可选地，所述零点位置标识为可图像识别的标识；和/或，利用1个或者多个数据采集装置实时采集所述零点位置标识的数据。

可选地，所述零点位置标识，包括第一零点位置标识和第二零点位置标识，分别固定在所述关节的相对转动的两个连杆上，所述根据所述零点位置标识的数据分析所述关节连杆是否归零包括：通过分析所述第一零点位置标识和第二零点位置标识是否对齐来判断所述关节部分是否归零；和/或，所述多个数据采集装置以不同的角度采集所述零点位置标识的数据；和/或，所述机器人包括2个以上关节，所述多个数据采集装置分别采集每个关节上的所述零点位置标识的数据。

可选地，所述实时采集零点位置标识的数据包括：通过相机获取所述零点位置标识的图像数据；和/或，所述机器人控制***根据所述分析结果，控制所述关节连杆的运动；和/或，所述机器人控制***根据所述分析结果控制所述关节的关节轴转动，直至所述关节的关节连杆归零；和/或，当判断出所述关节连杆归零时发出提示音。

根据本申请提出的一种机器人调零***及方法，通过采集机器人关节上的零点位置标识的数据，分析是否归零，并反馈给机器人控制***，能够自动化完成机器人调零工作，从而节省了人力，提高了调零效率，由于不需要人力肉眼观察，避免了肉眼观察的误差，提升了调零精确度。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请的一种机器人调零***的一实施例的示意图；

图2示出了本申请的一种机器人调零方法的一实施例的示意图；

图3示出了本申请的一种零点位置标识的一种实现方式的示意图；

图4示出了本申请的一种机器人调零***的一实施例的示意图；

图5示出了本申请的一种机器人调零方法的一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1示出了本申请的一种机器人调零***的一实施例的示意图。

如图1所示，所述机器人调零***100包括至少数据采集装置110和数据分析装置120。

图2示出了本申请的一种机器人调零方法的一实施例的示意图。

数据采集装置110执行步骤S110，实时采集零点位置标识的数据。

其中，零点位置标识固定在机器人的关节的相对转动的两个连杆上。机器人关节例如可以为机器机械手臂的其中一个关节，其包括两个相对转动的连杆，零点位置标识固定在所述两个连杆上，能够跟随两个连杆的相对转动而转动。作为示例，固定在两个连杆上的零点位置标识，可以零点位置的定位，为了达到定位作用，在零点位置标识上例如设置有划刻线或者其他起到标识作用的标记，所述划刻线分为两部分分别随两个连杆转动，当划刻线对齐时，表示关节连杆达到归零。由此，通过检测零点位置标识的状态，即可判断机器人关节连杆是否归零。当然，不限于此，只要能够起到标识关节归零的作用，零点位置标识可以为任何其他形式。零点位置标识可以为其他任何可图像识别的零点位置标识

在一种实现方式中，零点位置标识可以为任何可图像识别的形式，数据采集装置110可以为相机，例如工业相机，其可以是定焦或者变焦，能够清晰拍摄零点位置标识的图片，通过对图片的识别分析，即可判断机器人关节连杆是否归零。当然，不限于此，零点位置标识可以为其他可被感测的任何标识，而数据采集装置为对应的可感测零点位置标识的传感装置。

数据采集装置110的数量可以根据实际情况调整。可以用一个相机在固定的角度如正面进行图像采集，也可以使单个相机能够运动到不同的角度分别进行图像采集，也可以用采用多个相机在不同的角度进行图像采集，以避免单个角度可能产生遮挡和/或误差，使得采集结果更加精确。

可选地，当机器人具有多个关节时，数据采集装置110设置为多个，每个关节处设置至少一个数据采集装置110，用于分别采集每个关节上的所述零点位置标识的数据。

数据分析装置120执行步骤S120，根据零点位置标识的数据分析关节连杆是否归零，并将分析结果发送至机器人控制***。

数据分析装置120可以是电脑、单片机、ARM处理器等可以接收数据采集装置的信号并可以执行分析代码的设备，不局限于形式。

作为示例，数据分析装置120接收数据采集装置110采集到的零点位置标识数据如图片，对图片信息进行提取，得到标识性特征如划刻线的信息，根据提取出的划刻线信息，确定是否划刻线是否对齐，如果已对齐，则判断为机器人关节连杆已归零。

数据分析装置120与机器人控制***通信，将分析结果反馈至机器人控制***，机器人控制***根据反馈的分析结果决定是否控制关节的关节轴继续转动和/或往哪个方向继续转动，直至所述关节的关节连杆归零。可选地，机器人包括2个以上关节，为了完成至少一个关节的调零，所述机器人控制***可以控制其中一个关节的关节轴转动，直至所述数据分析装置分析结果为所述其中一个关节的关节连杆已归零，再控制其他至少一个关节的关节轴转动，直至所述其他至少一个关节的关节连杆也归零，如此继续，直至所有需要调零的关节的关节连杆全部归零。

作为一个是实现方式，当数据分析装置判断出关节连杆归零时，可以由数据分析装置，或者***中其他装置(未示出)发出提示音以提示归零完成。归零提示音可用于提示操作员当前关节已完成归零，请进行下一关节归零。

为了对机器人调零***描述更加清楚，下面以具体示例进行描述。

图3示出了本申请的一种零点位置标识的一种实现方式的示意图。

如图所示，零点位置标识包括第一零点位置标识1和第二零点位置标识2，通孔11、13、21、23，划刻线12、22。第一零点位置标识1通过例如螺钉固定于工业机器人的连杆i(i为1以上的整数)上，第二零点位置标识2通过例如螺钉固定于工业机器人的连杆i+1上。

图4示出了本申请的一种机器人调零***的一实施例的示意图。

如图所示，机器人调零***3包括数据采集装置如工业相机31、32、33和数据分析装置34。工业相机31、32、33正对着机器人本体42的各关节的连杆上的主零点位置标识1(即第一零点位置标识)和副零点位置标识2(即第二零点位置标识)，用于实时监测第一和第二零点位置标识1、2的状态。数据分析装置34用于接收工业相机31、32、33的信号，并与机器人控制***41通信。

图5示出了本申请的一种机器人调零方法的一实施例的流程示意图。

当调零开始时，执行步骤S51，机器人控制***41控制机器人本体42的第一关节轴缓慢转动；

同时，执行步骤S52，数据采集分析仪34实时监测第一关节轴工业相机31的数据，并判断第一关节轴的副零点位置标识2上的划刻线22是否与第一关节轴的主零点位置标识1上的划刻线12对齐，未对齐则继续执行步骤S51，若对齐，则执行步骤S53、S54，数据采集分析仪34发出提示声，机器人控制***41控制第一关节轴停止转动，第二关节轴开始缓慢转动；

步骤S55，数据采集分析仪32实时检测第二关节轴工业相机32的数据，并判断第二关节轴的副零点位置标识2上的划刻线22是否与第二关节轴的主零点位置标识1上的划刻线12对齐，未对齐则继续执行步骤S54，若对齐，则执行步骤S56，直至步骤S57，完成所有关节轴调零。

以上对本申请的机器人调零***及方法进行了描述。根据本申请的上述***及方法，通过采集机器人关节上的零点位置标识的数据，分析是否归零，并反馈给机器人控制***，能够自动化完成机器人调零，从而节省了人力，提高了调零效率。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种机器人调零***，其特征在于，包括：

数据采集装置，其用于实时采集零点位置标识的数据，所述零点位置标识固定在所述机器人的关节的相对转动的两个连杆上；

数据分析装置，其用于根据所述零点位置标识的数据分析所述关节连杆是否归零，并将分析结果发送至机器人控制***。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，

所述零点位置标识为可图像识别的标识；

和/或，

所述数据采集装置为一个或者多个。

3.如权利要求2所述的***，其特征在于，

所述零点位置标识，包括第一零点位置标识和第二零点位置标识，分别固定在所述关节的相对转动的两个连杆上，

所述数据分析装置通过分析所述第一零点位置标识和第二零点位置标识是否对齐来判断所述关节连杆是否归零；

和/或，

所述多个数据采集装置以不同的角度采集所述零点位置标识的数据；

和/或，

所述机器人包括2个以上关节，所述多个数据采集装置分别采集每个关节上的所述零点位置标识的数据。

4.如权利要求1至3任一所述的***，其特征在于，

所述数据采集装置为相机，其获取所述零点位置标识的图像数据；

和/或，

所述机器人控制***根据所述分析结果，控制所述关节连杆的运动；

和/或，

所述机器人控制***根据所述分析结果控制所述关节的关节轴转动，直至所述关节的关节连杆归零；

和/或，

当所述数据分析装置判断出所述关节连杆归零时发出提示音。

5.一种机器人调零方法，其特征在于，包括：

实时采集零点位置标识的数据，所述零点位置标识固定在所述机器人的关节的相对转动的两个连杆上；

根据所述零点位置标识的数据分析所述关节连杆是否归零，并将分析结果发送至机器人控制***。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述零点位置标识为可图像识别的标识；

和/或，

利用1个或者多个数据采集装置实时采集所述零点位置标识的数据。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述零点位置标识，包括第一零点位置标识和第二零点位置标识，分别固定在所述关节的相对转动的两个连杆上，

所述根据所述零点位置标识的数据分析所述关节连杆是否归零包括：

通过分析所述第一零点位置标识和第二零点位置标识是否对齐来判断所述关节连杆是否归零；

和/或，

所述多个数据采集装置以不同的角度采集所述零点位置标识的数据；

和/或，

所述机器人包括2个以上关节，所述多个数据采集装置分别采集每个关节上的所述零点位置标识的数据。

8.如权利要求5至7任一所述的方法，其特征在于，

所述实时采集零点位置标识的数据包括：通过相机获取所述零点位置标识的图像数据；

和/或，

所述机器人控制***根据所述分析结果，控制所述关节连杆的运动；

和/或，

所述机器人控制***根据所述分析结果控制所述关节的关节轴转动，直至所述关节的关节连杆归零；

和/或，

当判断出所述关节连杆归零时发出提示音。