CN113715061A - 一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具及标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具及标定方法，属于机器人技术领域，其中非接触工业机器人标定工具，包括激光发射器，感光面板，六角形镜面底座，其感光面板安装在六角形镜面距离角尖垂直距离1.5cm处，感光面板中心有感光点。标定时，工业机器人末端快换夹具安装激光发射器，激光发射器发射点与工业机器人快换夹具同轴。因为入射角等于反射角，所以发射器在三点处的高度可以确定是同一高度，激光发射器中心应在六角形镜面角中心定位点上方发射。本发明可以使工业机器人标定坐标更加精确。其非接触可以有效避免发生不必要的碰撞。从而更好保护工业机器人的使用耐久度和机器人工具坐标的精确度。

Description

一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具及标定方法
技术领域
本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具及标定方法。
背景技术
在现有的工业机器人工具坐标标定方法中，目前使用最广泛的是尖顶式示教工具。机器人工具尖顶中心通过三种不同姿态与固定基准点接触，通过计算就可得出当前示教点与工具安装法兰中心点的相应位置。这种接触式的三点法和六点法经常会发生示教人员示教机器人工具尖端碰撞到基准点，导致工业机器人报警，损伤基准点装置。此种方法操作难度大，精度不高。
一般情况下示教人需要示教多次才可成功，其示教点位因人而异，精度不稳定。没有规范的点位信息引导示教人员精确示教。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具及标定方法，克服示教工具坐标系时定位点精度不高、提供了精确的定位点位方法和工具方便示教人员定位示教，减少了不必要的、因主观因素的一些不必要的误差。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具，包括六角形光滑镜面底座，在所述的六角形光滑镜面底座的其中三个角上均设有棱柱，所述的棱柱之间等间距设置；在每个所述的棱柱上均设有一个感光面板，在每个所述的感光面板中部均设有中心点；在所述的六角形光滑镜面底座的中心设有镜面中心定位点。
进一步地，所述的感光面板分别为第一感光面板、第二感光面板、第三感光面板；所述的中心点一一对应设置，所述的中心点分别为第一中心点、第二中心点、第三中心点。
进一步地，所述的棱柱边长10mm，高30mm。
进一步地，所述的镜面中心定位点在六角形光滑镜面底座的对角线交点处，半经0.5mm毫米大小。
进一步地，所述的第一感光面板、第二感光面板、第三感光面板的半径为12mm，感光面板中心高度距六角形光滑镜面高度15mm；第一中心点、第二中心点、第三中心点是半径为0.5mm的圆心区域，且第一中心点、第二中心点、第三中心点都在同一水平面上。
进一步地，还包括激光发射器，所述的激光发射器安装在机器人快换装置上且与之同轴。
进一步地，所述的激光发射器由固定在工业机器人快换装置轴线上的激光器套筒和点状激光器组成；示教时激光发射器发射与快换装置轴线平行的点状光斑，入射到六角形光滑镜面底座上的镜面中心定位点。
进一步地，所述的非接触式的工业机器人工具坐标标定工具的示教方法，包括如下步骤：
1)首先让工业机器人快换装置的激光发射器处于六角形光滑镜面底座中镜面中心定位点正上方，其高度在棱柱顶面与镜面中心定位点之间即可；
2)调整工业机器人位姿，使得工业机器人末端快换装置上发出的激光束沿入射方位一，此时机器人末端快换器距六角形光滑镜面底座镜面中心定位点的垂直距离不变，激光束经镜面中心定位点反射后与感光面板的第一中心点重合，完成第一点示教，记录位置；
3)沿入射方位二、入射方位三，完成其余二点位置示教和点位记录，示教时三点位置高度一致，但机器人总体转过角度为交叉120度。
有益效果：与现有技术相比，本发明的一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具及标定方法，发射激光照射六角形光滑镜面中心点，示教人员通过调整机器人位姿改变入射激光入射角度，在反射光束刚好对应感光面板中心点时，此时方位一可以精确示教。以此类推方位二、方位三完成机器人工具坐标的三点示教。通过调整工业机器人末端激光发射器照射感光面板中心定位点方法，完成工业机器人工具坐标的标定，避免接触式标定所带来的碰撞，从而更好保护工业机器人精确度，减少了一些不必要的接触误差。
附图说明
图1为非接触式的工业机器人工具坐标标定工具的结构示意图；
图2为非接触式的工业机器人工具坐标标定工具标定示意图；
附图标记：1-六角形光滑镜面底座、2-镜面中心点、3-感光面板、4-感光面板中心点、5-激光发射器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1-2所示，一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具，包括六角形光滑镜面底座1、镜面中心定位点2、均匀分布的第一感光面板3、第二感光面板3＇、第三感光面板3〞，感光面板的第一中心点4、第二中心点4＇、第三中心点4〞、激光发射器5；激光发射器5安装在机器人快换装置上且与之同轴。其第一感光面板3、第二感光面板3＇、第三感光面板3〞安装在六角形镜面伸出的三根同样规格的棱柱上，其感光面板3、感光面板3＇、感光面板3〞中心点都在同一水平面上。
六角形光滑镜面底座1，底座上均匀分布三个规格一样的棱柱，棱柱边长10mm，高30mm。
镜面中心定位点2在六角形光滑镜面底座的对角线交点处，半经0.5mm毫米大小。
第一感光面板3、第二感光面板3＇、第三感光面板3〞半径约12mm，安装于六角形光滑镜面底座三棱柱上，感光面板中心高度距六角形光滑镜面高度15mm。
第一中心点4、第二中心点4＇、第三中心点4〞半径为0.5mm的圆心区域。
激光发射器5由固定在工业机器人快换装置轴线上的激光器套筒和点状激光器组成。示教时激光发射器5发射与快换装置轴线平行的点状光斑，入射到六角形光滑镜面底座1上的镜面中心定位点2。
工具坐标系示教方法：
示教时首先应让工业机器人快换装置的激光发射器5处于六角形光滑镜面底座1中镜面中心定位点2正上方，其高度在棱柱顶面与镜面中心定位点2之间即可。此后，调整工业机器人位姿，使得工业机器人末端快换装置上发出的激光束沿入射方位一所示，此时机器人末端快换器距六角形光滑镜面底座镜面中心定位点2的垂直距离不变，激光束经镜面中心定位点2反射后与感光面板的第一中心点4重合，完成第一点示教，记录位置。同理，沿入射方位二、入射方位三，完成其余二点位置示教和点位记录，示教时三点位置高度一致，但机器人总体转过角度为交叉120度。
三点法：
上述所谓三点法示教，就是通过给定工具中心点(TCP)三个位置信息，机器人通过***的变换和计算，形成新的TCP点和默认工具坐标系的固定关系，从而设定工具中心点(工具坐标系的X、Y、Z位置)。进行示教时，使末端TCP从3个参考方向以不同的姿势指向一点，由此自动计算TCP的位置。要进行正确的设定，应尽量使三个趋近方向各不相同，其三个示教位姿分布在六角形镜面底座中心上方的不同方位。
机器人TCP通过三种不同姿态射入激光在六角形镜面圆心定位点2形成反射光，分别与感光面板的第一中心点4、第二中心点4＇、第三中心点4〞重合，记录机器人位置和姿态，计算得出当前TCP与工具安装法兰中心点的相应位置，从而得出工具坐标系位置(X，Y，Z)。
六点法：
与三点法一样地设定工具中心点，然后在第三个示教点的基础上切换工业机器人的笛卡尔坐标系，在六角形光滑镜面底座1上标注的坐标系X轴方向的移动机器人使其末端夹具激光器到达A点，记录位置；再在笛卡尔坐标系下到达六角形光滑镜面底座上Y轴的B点，记录位置；再在笛卡尔坐标系下回到镜面中心上的Z轴方向上记录C点、操作过程中机器人坐标系保持不变。通过工业机器人***从而得出工具坐标系的中心点(X，Y，Z)，和姿势(W，P，R)，六点示教后工具可以定义工具姿态。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具，其特征在于：包括六角形光滑镜面底座(1)，在所述的六角形光滑镜面底座(1)的其中三个角上均设有棱柱，所述的棱柱之间等间距设置；在每个所述的棱柱上均设有一个感光面板，在每个所述的感光面板中部均设有中心点；在所述的六角形光滑镜面底座(1)的中心设有镜面中心定位点(2)。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具，其特征在于：所述的感光面板分别为第一感光面板(3)、第二感光面板(3＇)、第三感光面板(3〞)；所述的中心点一一对应设置，所述的中心点分别为第一中心点(4)、第二中心点(4＇)、第三中心点(4〞)。
3.根据权利要求1所述的一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具，其特征在于：所述的棱柱边长10mm，高30mm。
4.根据权利要求1所述的一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具，其特征在于：所述的镜面中心定位点(2)在六角形光滑镜面底座的对角线交点处，半经0.5mm毫米。
5.根据权利要求2所述的一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具，其特征在于：所述的第一感光面板(3)、第二感光面板(3＇)、第三感光面板(3〞)的半径为12mm，感光面板中心高度距六角形光滑镜面高度15mm；第一中心点(4)、第二中心点(4＇)、第三中心点(4〞)是半径为0.5mm的圆心区域，且第一中心点(4)、第二中心点(4＇)、第三中心点(4〞)都在同一水平面上。
6.根据权利要求1所述的一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具，其特征在于：还包括激光发射器(5)，所述的激光发射器(5)安装在机器人快换装置上且与之同轴。
7.根据权利要求6所述的一种非接触式的工业机器人工具坐标标定工具，其特征在于：所述的激光发射器(5)由固定在工业机器人快换装置轴线上的激光器套筒和点状激光器组成；示教时激光发射器(5)发射与快换装置轴线平行的点状光斑，入射到六角形光滑镜面底座(1)上的镜面中心定位点(2)。
8.权利要求1-7中任意一项所述的非接触式的工业机器人工具坐标标定工具的示教方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)首先让工业机器人快换装置的激光发射器(5)处于六角形光滑镜面底座(1)中镜面中心定位点(2)正上方，其高度在棱柱顶面与镜面中心定位点(2)之间即可；
2)调整工业机器人位姿，使得工业机器人末端快换装置上发出的激光束沿入射方位一，此时机器人末端快换器距六角形光滑镜面底座镜面中心定位点(2)的垂直距离不变，激光束经镜面中心定位点(2)反射后与感光面板的第一中心点(4)重合，完成第一点示教，记录位置；
3)沿入射方位二、入射方位三，完成其余二点位置示教和点位记录，示教时三点位置高度一致，但机器人总体转过角度为交叉120度。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102825602A (zh) * 2012-08-21 2012-12-19 华北电力大学（保定） 一种基于psd的工业机器人自标定方法及装置
US20130123982A1 (en) * 2011-11-11 2013-05-16 Long-En Chiu Calibration method for tool center point of a robot manipulator
CN104736304A (zh) * 2012-10-19 2015-06-24 伊诺斯自动化软件有限责任公司 工业机器人的在线校准方法,执行该方法的***和包括该校准***的工业机器人
CN106462140A (zh) * 2014-04-30 2017-02-22 Abb瑞士股份有限公司 用于标定工业机器人***的工具中心点的方法
KR20180078100A (ko) * 2016-12-29 2018-07-09 대우조선해양 주식회사 용접로봇의 tcp 캘리브레이션 장치 및 그를 이용한 캘리브레이션 방법
CN108972543A (zh) * 2018-06-21 2018-12-11 南京旭上数控技术有限公司 自动高精度非接触式机器人tcp标定方法
CN110977963A (zh) * 2019-11-14 2020-04-10 天津博诺智创机器人技术有限公司 一种工业机器人标定***的自适应对准控制方法
CN111805548A (zh) * 2020-07-22 2020-10-23 江苏亚威创科源激光装备有限公司 一种工业机器人的tcp误差校准方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130123982A1 (en) * 2011-11-11 2013-05-16 Long-En Chiu Calibration method for tool center point of a robot manipulator
CN102825602A (zh) * 2012-08-21 2012-12-19 华北电力大学（保定） 一种基于psd的工业机器人自标定方法及装置
CN104736304A (zh) * 2012-10-19 2015-06-24 伊诺斯自动化软件有限责任公司 工业机器人的在线校准方法,执行该方法的***和包括该校准***的工业机器人
CN106462140A (zh) * 2014-04-30 2017-02-22 Abb瑞士股份有限公司 用于标定工业机器人***的工具中心点的方法
KR20180078100A (ko) * 2016-12-29 2018-07-09 대우조선해양 주식회사 용접로봇의 tcp 캘리브레이션 장치 및 그를 이용한 캘리브레이션 방법
CN108972543A (zh) * 2018-06-21 2018-12-11 南京旭上数控技术有限公司 自动高精度非接触式机器人tcp标定方法
CN110977963A (zh) * 2019-11-14 2020-04-10 天津博诺智创机器人技术有限公司 一种工业机器人标定***的自适应对准控制方法
CN111805548A (zh) * 2020-07-22 2020-10-23 江苏亚威创科源激光装备有限公司 一种工业机器人的tcp误差校准方法

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