機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工業(yè)機(jī)器人已成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備在全球得到廣泛應(yīng)用。在工業(yè)機(jī)器人實(shí)際應(yīng)用中，為了減少實(shí)際操作中的誤差，機(jī)器人精度需要有合適的方法或系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)提高。
[0003]工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)需要根據(jù)三維空間中的起始坐標(biāo)以及終點(diǎn)坐標(biāo)確定運(yùn)動(dòng)軌跡，從而進(jìn)行軌跡規(guī)劃。在軌跡規(guī)劃后，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制模塊控制、驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的動(dòng)作實(shí)施模塊。機(jī)器人所工作的目標(biāo)的位置與姿態(tài)可以將機(jī)械臂移動(dòng)到工作空間中一個(gè)從未示教過(guò)的點(diǎn)，稱為計(jì)算點(diǎn)。到達(dá)計(jì)算點(diǎn)的精度即為機(jī)械臂的定位精度。機(jī)械臂的定位精度受到重復(fù)精度的影響，同時(shí)也受到機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中參數(shù)精度的影響。D-H(Denavit-Hartenberg，矩陣)參數(shù)中的誤差將會(huì)引起逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中關(guān)節(jié)角的計(jì)算誤差。因此，機(jī)械臂的定位精度通常比較差，且變化相當(dāng)大。
[0004]在工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)涉及到許多需要高精度的應(yīng)用環(huán)境，例如微電子、醫(yī)療、精密加工等等。在這些情況下，對(duì)工業(yè)機(jī)器人定位精度的校準(zhǔn)尤其重要。一方面，需要利用標(biāo)定技術(shù)對(duì)工業(yè)機(jī)器人精度作進(jìn)一步的提高；另一方面，需要對(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行工作精度的相關(guān)檢測(cè)，以量化工業(yè)機(jī)器人工作的可靠性與穩(wěn)定性。
[0005]機(jī)器人的零點(diǎn)校準(zhǔn)方法主要有三種方式。第一種，使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或者激光干涉儀進(jìn)行坐標(biāo)定位，然后通過(guò)對(duì)坐標(biāo)方程及標(biāo)定方程進(jìn)行更大計(jì)算量的計(jì)算進(jìn)行零點(diǎn)位置校準(zhǔn)，測(cè)量的精度較高，但是測(cè)量過(guò)程較為繁瑣，效率不高;第二種，在各關(guān)節(jié)進(jìn)行零位對(duì)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，加入定位插銷進(jìn)行校準(zhǔn)，該方法精度較低;第三種，將高精度傳感器裝在機(jī)器人本體上，然后進(jìn)行零點(diǎn)的標(biāo)定，該方法易于安裝、設(shè)計(jì)，但是傳感器較為精密，安裝過(guò)程中會(huì)引入誤差導(dǎo)致零點(diǎn)位置不精確。
[0006]因此，如何提高校準(zhǔn)效率及精度，是本技術(shù)領(lǐng)域人員亟待解決的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)，提高校準(zhǔn)效率及精度。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0009]—種機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括機(jī)器人，還包括校準(zhǔn)裝置；
[0010]所述校準(zhǔn)裝置包括用于支撐所述機(jī)器人的支撐板;設(shè)置于所述支撐板上，用于定位所述機(jī)器人的基座位置的定位裝置;設(shè)置于所述支撐板上的支撐柱;設(shè)置于所述支撐柱上，用于檢測(cè)所述機(jī)器人的校準(zhǔn)部位的校準(zhǔn)傳感器；
[0011 ]所述機(jī)器人的校準(zhǔn)部位設(shè)置有校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)為圓錐校準(zhǔn)孔。
[0013]優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述定位裝置包括設(shè)置于所述支撐板上的支撐柱及定位傳感器；
[0014]所述基座的定位位置設(shè)置有定位結(jié)構(gòu)。
[0015]優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述定位結(jié)構(gòu)為圓錐定位孔。
[0016]優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述定位傳感器的數(shù)量均為兩個(gè)，分別為相互垂直的第一定位傳感器及第二定位傳感器；
[0017]所述定位結(jié)構(gòu)的數(shù)量為兩個(gè)，分別為用于與所述第一定位傳感器相對(duì)設(shè)置的第一定位結(jié)構(gòu)及用于與所述第二定位傳感器相對(duì)設(shè)置的第二定位結(jié)構(gòu)。
[0018]優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述定位傳感器與所述支撐柱一一對(duì)應(yīng)。
[0019]優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述機(jī)器人還包括依次通過(guò)軸關(guān)節(jié)連接的第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿(45)及末端法蘭，所述第一連桿與所述基座通過(guò)軸關(guān)節(jié)連接；
[0020]所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于所述第二連桿上的第一校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及設(shè)置于所述第四連桿上的第二校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)；
[0021]所述校準(zhǔn)傳感器包括與所述第一校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)設(shè)置的第一校準(zhǔn)傳感器及與所述第二校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)設(shè)置的第二校準(zhǔn)傳感器。
[0022]優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，還包括設(shè)置于所述末端法蘭上的定位輔助塊；
[0023]所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)還包括設(shè)置于所述定位輔助塊上的第三校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及第四校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，所述第三校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)與所述第四校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的中心線相互垂直；
[0024]所述校準(zhǔn)傳感器包括與所述第三校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)設(shè)置的第三校準(zhǔn)傳感器及與所述第四校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)設(shè)置的第四校準(zhǔn)傳感器。
[0025]優(yōu)選地，上述機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)中，所述校準(zhǔn)傳感器與所述支撐柱一一對(duì)應(yīng)。
[0026]從上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型提供的機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)，在機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)過(guò)程中，確保校準(zhǔn)裝置的支撐板水平設(shè)置，將機(jī)器人通過(guò)定位裝置定位設(shè)置于支撐板上;通過(guò)支撐柱調(diào)整校準(zhǔn)傳感器的水平高度，再將校準(zhǔn)傳感器調(diào)整到預(yù)定校準(zhǔn)位置，使校準(zhǔn)傳感器的中心線水平設(shè)置;通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)相對(duì)于校準(zhǔn)傳感器的距離，當(dāng)距離滿足零點(diǎn)位置距離時(shí)，完成該關(guān)節(jié)調(diào)整，距離該關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度并作為機(jī)器人的零點(diǎn)位置的偏移角度。本實(shí)用新型提供的機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)，結(jié)合支撐板、定位裝置、校準(zhǔn)傳感器及機(jī)器人上的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，即可對(duì)機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免了人工依次校準(zhǔn)的繁瑣，提高了校準(zhǔn)效率及精度。
【附圖說(shuō)明】
[0027]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)原理示意圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人的第一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人的第二結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)，提高校準(zhǔn)效率及精度。
[0033]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0034]請(qǐng)參考圖1-圖4，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)原理示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人的第一結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人的第二結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括機(jī)器人4還包括校準(zhǔn)裝置;校準(zhǔn)裝置包括用于支撐機(jī)器人4的支撐板3;設(shè)置于支撐板3上，用于定位機(jī)器人4的基座40位置的定位裝置;設(shè)置于支撐板3上的支撐柱;設(shè)置于支撐柱上，用于檢測(cè)機(jī)器人4的校準(zhǔn)部位的校準(zhǔn)傳感器2;機(jī)器人4的校準(zhǔn)部位設(shè)置有校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)5。
[0036]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)，在機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)過(guò)程中，確保校準(zhǔn)裝置的支撐板3水平設(shè)置，將機(jī)器人通過(guò)定位裝置定位設(shè)置于支撐板3上;通過(guò)支撐柱調(diào)整校準(zhǔn)傳感器2的水平高度，再將校準(zhǔn)傳感器2調(diào)整到預(yù)定校準(zhǔn)位置，使校準(zhǔn)傳感器2的中心線水平設(shè)置;通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)器人的關(guān)節(jié)調(diào)節(jié)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)5相對(duì)于校準(zhǔn)傳感器2的距離，當(dāng)距離滿足零點(diǎn)位置距離時(shí)，完成該關(guān)節(jié)調(diào)整，距離該關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度并作為機(jī)器人的零點(diǎn)位置的偏移角度。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)系統(tǒng)，結(jié)合支撐板3、定位裝置、校準(zhǔn)傳感器2及機(jī)器人4上的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)5，即可對(duì)機(jī)器人4進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免了人工依次校準(zhǔn)的繁瑣，提高了校準(zhǔn)效率及精度。
[0037]優(yōu)選地，校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)5為圓錐校準(zhǔn)孔。如圖2所示，當(dāng)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)5與校準(zhǔn)傳感器2對(duì)齊時(shí)，圓錐校準(zhǔn)孔的零點(diǎn)位置距離L最大，而當(dāng)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)5與校準(zhǔn)傳感器2發(fā)生偏移時(shí)，非零點(diǎn)位置距離L’小于零點(diǎn)位置距離L。因此，提高了檢測(cè)精度。也可以將校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)5設(shè)置為圓錐校準(zhǔn)凸起，則零點(diǎn)位置距離L最小。還可以將校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)5設(shè)置為弧形凹槽或弧形凸起結(jié)構(gòu)，在此不再一一介紹且均在保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0038]為了便于定位機(jī)器人4在支撐板3上的位置，定位裝置包括設(shè)置于支撐板3上的支撐柱及定位傳感器7;基座40的定位位置設(shè)置有定位結(jié)構(gòu)6。通過(guò)支撐柱調(diào)節(jié)定位傳感器7的水平高度，并通過(guò)調(diào)整機(jī)器人達(dá)到調(diào)節(jié)定位