專(zhuān)利名稱：機(jī)器人自動(dòng)回零的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人自動(dòng)回零的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代的加工工藝中，越來(lái)越多的加工步驟是通過(guò)機(jī)器人來(lái)完成的，機(jī)器人在完成每一個(gè)步驟后都需要回歸其初始位置(原點(diǎn))，以對(duì)下一個(gè)步驟進(jìn)行加工。目前，市場(chǎng)上有很多的機(jī)器人使用絕對(duì)伺服電機(jī)做為其驅(qū)動(dòng)單元。絕對(duì)伺服電機(jī) 設(shè)置有絕對(duì)碼盤(pán)，絕對(duì)碼盤(pán)由單圈絕對(duì)碼盤(pán)，多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器組成成。其中多圈碼盤(pán)數(shù) 據(jù)計(jì)數(shù)器需要外部電池供電方能長(zhǎng)時(shí)間保存數(shù)據(jù)，如果電池電壓過(guò)低將則會(huì)導(dǎo)致其數(shù)據(jù)丟 失。單圈絕對(duì)碼盤(pán)采用旋轉(zhuǎn)光柵，所以電機(jī)的單圈位置是唯一的并且不會(huì)因?yàn)殡姵仉妷哼^(guò) 低而丟失的。而由于絕對(duì)伺服電機(jī)通常是通過(guò)多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器外接電池保存機(jī)器人的 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，因此在使用時(shí)很不方便，并且經(jīng)常由于電池的電壓過(guò)低而造成電機(jī)碼盤(pán)的數(shù)據(jù) 丟失，從而影響機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度和安全性。對(duì)于多關(guān)節(jié)串聯(lián)型機(jī)器人，此類(lèi)特殊結(jié)構(gòu)的機(jī) 器人也無(wú)法在其關(guān)節(jié)上安裝機(jī)械或者電子回零器件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)器人自動(dòng)回零的方法。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的方案是一種機(jī)器人自動(dòng)回零的方法，該機(jī)器人的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)由絕對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋 轉(zhuǎn)，所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)安裝在機(jī)架上，所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)在所述的絕對(duì)伺服電機(jī)的驅(qū) 動(dòng)下相對(duì)于所述的機(jī)架旋轉(zhuǎn)，所述的絕對(duì)伺服電機(jī)包括由單圈絕對(duì)碼盤(pán)、多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì) 數(shù)器組成的絕對(duì)碼盤(pán)，所述的單圈絕對(duì)碼盤(pán)具有光柵刻度，所述的多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器由 外部電池供電保存數(shù)據(jù)，該方法按如下步驟進(jìn)行1)、機(jī)器人原點(diǎn)標(biāo)定在所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)上標(biāo)定標(biāo)示線，該標(biāo)示線隨所述的外 部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)而一起旋轉(zhuǎn)，在所述的機(jī)架上標(biāo)定一弧形刻度帶，該弧形刻度帶所對(duì)應(yīng) 的弧度值大于等于當(dāng)單圈絕對(duì)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)半圈時(shí)所述的標(biāo)示線相對(duì)于機(jī)架旋轉(zhuǎn)過(guò)的弧度、小 于等于當(dāng)單圈絕對(duì)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)所述的標(biāo)示線相對(duì)于機(jī)架旋轉(zhuǎn)過(guò)的弧度；2)、清除所述的多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器中所保存的數(shù)據(jù)；3)、機(jī)器人的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)在絕對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，所述的多圈碼盤(pán)數(shù) 據(jù)計(jì)數(shù)器自動(dòng)記錄旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并記錄單圈絕對(duì)碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；4)、機(jī)器人回零當(dāng)所述的絕對(duì)碼盤(pán)的電池電壓正常時(shí)，機(jī)器人根據(jù)多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù) 計(jì)數(shù)器記錄的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)完成回零；當(dāng)所述的絕對(duì)碼盤(pán)的電池電壓過(guò)低時(shí)，所述的多圈碼盤(pán) 數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)丟失，機(jī)器人回零時(shí)，首先將伺服電機(jī)帶動(dòng)所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)多 個(gè)整數(shù)圈，直至其上的標(biāo)示線位于所述的弧形刻度帶內(nèi)停止，清除所述的多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì) 數(shù)器中所保存的數(shù)據(jù)，記錄當(dāng)前單圈絕對(duì)碼盤(pán)的數(shù)據(jù)、將所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)再回轉(zhuǎn)過(guò)所 述的單圈絕對(duì)碼盤(pán)所記錄的數(shù)據(jù)值，此時(shí)機(jī)器人回零。
優(yōu)選地，所述的弧形刻度帶所對(duì)應(yīng)的弧度值等于當(dāng)單圈絕對(duì)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)所述 的標(biāo)示線相對(duì)于機(jī)架旋轉(zhuǎn)過(guò)的弧度，在所述的步驟1)的機(jī)器人原點(diǎn)標(biāo)定完成時(shí)，所述的標(biāo) 示線指在所述的弧形刻度帶的中心位置。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的方法不依賴于機(jī)械或者電子傳感 器，簡(jiǎn)化了機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，方便機(jī)器人本體的制造和組裝；該方法操作簡(jiǎn)單，不依靠外 部設(shè)備；機(jī)器人使用該方法僅需要經(jīng)過(guò)一次原點(diǎn)標(biāo)定，只要未發(fā)生碰撞，或者更換伺服電 機(jī)，都可以一直使用該方法進(jìn)行自動(dòng)回原點(diǎn)，穩(wěn)定，可靠。


附圖1為本發(fā)明的機(jī)器人原點(diǎn)標(biāo)記位置；附圖2為本發(fā)明的工作流程圖。其中1、機(jī)架；2、外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)；3、弧形刻度帶；4、標(biāo)示線。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示的機(jī)器人的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的示意圖，在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制中，機(jī)器人 的各個(gè)外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)2由絕對(duì)伺服電機(jī)所驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)2安裝在機(jī)架1上，外部 運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)2在絕對(duì)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于機(jī)架1旋轉(zhuǎn)。伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)由絕對(duì)碼盤(pán) 計(jì)數(shù)。絕對(duì)碼盤(pán)由單圈絕對(duì)碼盤(pán)和多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器組成。單圈絕對(duì)碼盤(pán)具有光柵刻度， 多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器由外部電池供電保存數(shù)據(jù)。如附圖2所示，該結(jié)構(gòu)的機(jī)器人可按照如下方法進(jìn)行自動(dòng)回零1)、機(jī)器人原點(diǎn)標(biāo)定在外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)2上標(biāo)定標(biāo)示線4，該標(biāo)示線4隨外部運(yùn)動(dòng) 關(guān)節(jié)2的旋轉(zhuǎn)而一起旋轉(zhuǎn)，在機(jī)架1上標(biāo)定一弧形刻度帶3，該弧形刻度帶3所對(duì)應(yīng)的弧度 值大于等于當(dāng)單圈絕對(duì)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)半圈時(shí)標(biāo)示線4相對(duì)于機(jī)架1旋轉(zhuǎn)過(guò)的弧度、小于等于當(dāng) 單圈絕對(duì)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)標(biāo)示線4相對(duì)于機(jī)架1旋轉(zhuǎn)過(guò)的弧度；弧形刻度帶3所對(duì)應(yīng)的弧 度值最好的是設(shè)置成等于當(dāng)單圈絕對(duì)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)標(biāo)示線4相對(duì)于機(jī)架1旋轉(zhuǎn)過(guò)的弧 度，機(jī)器人原點(diǎn)標(biāo)定完成時(shí)，標(biāo)示線指在弧形刻度帶的中心位置。2)、清除多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器中所保存的數(shù)據(jù)。3)、機(jī)器人的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)2在絕對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì) 數(shù)器自動(dòng)記錄旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并記錄單圈絕對(duì)碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。如果有伺服單圈數(shù)據(jù)接近與0或 者最大分辨率，調(diào)整伺服安裝位置，直到原點(diǎn)在單圈數(shù)據(jù)中間位置，因?yàn)槿绻?或者最大 分辨率的地方為原點(diǎn)，在進(jìn)行對(duì)齊標(biāo)示的時(shí)候肯定是以刻度在中點(diǎn)附近進(jìn)行標(biāo)示的，這樣 容易導(dǎo)致產(chǎn)生1圈的誤差，所以最好是在單圈數(shù)據(jù)的中間位置，這樣可以減少誤差。4)、機(jī)器人回零當(dāng)絕對(duì)碼盤(pán)的電池電壓正常時(shí)，機(jī)器人根據(jù)多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器 記錄的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)完成回零；當(dāng)絕對(duì)碼盤(pán)的電池電壓過(guò)低時(shí)，多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)丟 失，機(jī)器人回零時(shí)，首先將伺服電機(jī)帶動(dòng)外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)2回轉(zhuǎn)多個(gè)整數(shù)圈，直至其上的標(biāo)示 線4位于弧形刻度帶3內(nèi)停止，清除多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器中所保存的數(shù)據(jù)，記錄當(dāng)前單圈絕 對(duì)碼盤(pán)的數(shù)據(jù)、將外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)2再回轉(zhuǎn)過(guò)單圈絕對(duì)碼盤(pán)所記錄的數(shù)據(jù)值，此時(shí)機(jī)器人回 零。
上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明 精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種機(jī)器人自動(dòng)回零的方法，該機(jī)器人的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)由絕對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)安裝在機(jī)架上，所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)在所述的絕對(duì)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下相對(duì)于所述的機(jī)架旋轉(zhuǎn)，所述的絕對(duì)伺服電機(jī)包括由單圈絕對(duì)碼盤(pán)、多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器組成的絕對(duì)碼盤(pán)，所述的單圈絕對(duì)碼盤(pán)具有光柵刻度，所述的多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器由外部電池供電保存數(shù)據(jù)，其特征在于該方法按如下步驟進(jìn)行1)、機(jī)器人原點(diǎn)標(biāo)定在所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)上標(biāo)定標(biāo)示線，該標(biāo)示線隨所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)而一起旋轉(zhuǎn)，在所述的機(jī)架上標(biāo)定一弧形刻度帶，該弧形刻度帶所對(duì)應(yīng)的弧度值大于等于當(dāng)單圈絕對(duì)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)半圈時(shí)所述的標(biāo)示線相對(duì)于機(jī)架旋轉(zhuǎn)過(guò)的弧度、小于等于當(dāng)單圈絕對(duì)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)所述的標(biāo)示線相對(duì)于機(jī)架旋轉(zhuǎn)過(guò)的弧度；2)、清除所述的多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器中所保存的數(shù)據(jù)；3)、機(jī)器人的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)在絕對(duì)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，所述的多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器自動(dòng)記錄旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，并記錄單圈絕對(duì)碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；4)、機(jī)器人回零當(dāng)所述的絕對(duì)碼盤(pán)的電池電壓正常時(shí)，機(jī)器人根據(jù)多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器記錄的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)完成回零；當(dāng)所述的絕對(duì)碼盤(pán)的電池電壓過(guò)低時(shí)，所述的多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)丟失，機(jī)器人回零時(shí)，首先將伺服電機(jī)帶動(dòng)所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)多個(gè)整數(shù)圈，直至其上的標(biāo)示線位于所述的弧形刻度帶內(nèi)停止，清除所述的多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器中所保存的數(shù)據(jù)，記錄當(dāng)前單圈絕對(duì)碼盤(pán)的數(shù)據(jù)、將所述的外部運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)再回轉(zhuǎn)過(guò)所述的單圈絕對(duì)碼盤(pán)所記錄的數(shù)據(jù)值，此時(shí)機(jī)器人回零。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人自動(dòng)回零的方法，其特征在于所述的弧形刻度帶所 對(duì)應(yīng)的弧度值等于當(dāng)單圈絕對(duì)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)所述的標(biāo)示線相對(duì)于機(jī)架旋轉(zhuǎn)過(guò)的弧度，在 所述的步驟1)的機(jī)器人原點(diǎn)標(biāo)定完成時(shí)，所述的標(biāo)示線指在所述的弧形刻度帶的中心位 置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人自動(dòng)回零的方法，包括1)機(jī)器人原點(diǎn)標(biāo)定；2)清除多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器中保存的數(shù)據(jù)；3)記錄單圈絕對(duì)碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)；4)當(dāng)所述的絕對(duì)碼盤(pán)的電池電壓正常時(shí)，機(jī)器人根據(jù)多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器記錄的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)完成回零，當(dāng)絕對(duì)碼盤(pán)的電池電壓過(guò)低，多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)丟失；5)機(jī)器人各軸運(yùn)動(dòng)至刻度在單圈絕對(duì)碼盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所對(duì)應(yīng)的角度范圍內(nèi)；6)清除多圈碼盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器中所保存的數(shù)據(jù)；7)計(jì)算各當(dāng)前單圈絕對(duì)碼盤(pán)的數(shù)據(jù)與記錄原點(diǎn)之間的差值；8)機(jī)器人的各軸運(yùn)動(dòng)至原點(diǎn)位置。本發(fā)明的方法僅需要經(jīng)過(guò)一次原點(diǎn)標(biāo)定，可以一直使用該方法進(jìn)行自動(dòng)回原點(diǎn)，不依靠外部設(shè)備，穩(wěn)定、可靠。
文檔編號(hào)B25J19/00GK101804640SQ20101012863
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日
發(fā)明者張弢, 朱偉 申請(qǐng)人:昆山工研院工業(yè)機(jī)器人研究所有限公司