机器人和末端执行器的自动标定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人和末端执行器的自动化标定方法，用于自动校准工业机器人及其末端执行器的工具中心点(TCP)，其通过使用一种校准系统识别机器人和TCP错误，并补偿所识别的错误，以提高机器人的准确性。本发明专利技术还公开了一种工业机器人校准系统。

Automatic calibration method and system for robot and end effector

The invention discloses an automatic robot and end effector calibration method for tool center point automatic calibration of industrial robot and its end effector (TCP), by using a calibration system identification and TCP robot error compensation and recognition errors, in order to improve the accuracy of robot. The invention also discloses an industrial robot calibration system.

【技术实现步骤摘要】
机器人和末端执行器的自动标定方法及系统
本专利技术具体涉及一种机器人和末端执行器的自动标定方法及系统，属于自动化

技术介绍
工业机器人被设计和制造，用于提供非常高的可重复性来执行预义的任务。他们通常有良好的可重复性，但准确性差，而且准确度通常比重复性差一个数量级。机器人的准确性尚未发展到可以满足生产过程的成熟度水平。这是因为每个工业机器人都是在一定的公差范围内制造的。不会存在两个相同的机械单元。然而，每个机器人控制器使用得都是具有理想参数的相同控制模型，它默认所有的机械单元是相同的。因此，机器人模型中的理想位置与机器人的实际位置之间总是存在一定的误差。机器人校准是一种经过验证的能够大大提高机器人定位精度的方法。该过程识别机器人运动学结构中的真实几何参数。这些运动参数描述了机器人链节和关节的相对位置和方向。机器人校准领域的研究揭示了不同的校准方法和算法。大量的方法为工业机器人动态模型的发展而存在。Denavit-Hartenberg开发了一种基于齐次变换矩阵的方法[1]。Stone开发了S模型，它为每个机器人关节使用六个参数[2]。Mooring和Tang开发了零参考模型，它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人和末端执行器的自动标定方法，其特征在于包括：a)提供机器人校准系统，包括：机器人，包括多个运动轴并携带有末端执行器，所述机器人能将其工具中心点(TCP)在工作域内移动，一个或多个温度传感器，至少用以检测工作环境温度变化和/或可能受到温度变化影响的机器人的至少部分组件的温度，校准工具，包括安装在机器人末端执行器上的三维方向传感器，至少用于提供在固定参考三维坐标系中的三维角度，机器人控制器，至少用于控制所述机器人运动，以及计算装置，至少用于通过所述校准工具进行测量以及在校准过程中采取机器人位置，并由此计算和更新所述机器人参数和所述TCP位置；b)编程包含多个位置和配置的机器人校准程序，使...

【技术特征摘要】
1.一种机器人和末端执行器的自动标定方法，其特征在于包括：a)提供机器人校准系统，包括：机器人，包括多个运动轴并携带有末端执行器，所述机器人能将其工具中心点(TCP)在工作域内移动，一个或多个温度传感器，至少用以检测工作环境温度变化和/或可能受到温度变化影响的机器人的至少部分组件的温度，校准工具，包括安装在机器人末端执行器上的三维方向传感器，至少用于提供在固定参考三维坐标系中的三维角度，机器人控制器，至少用于控制所述机器人运动，以及计算装置，至少用于通过所述校准工具进行测量以及在校准过程中采取机器人位置，并由此计算和更新所述机器人参数和所述TCP位置；b)编程包含多个位置和配置的机器人校准程序，使机器人轴被充分的运行，以实现可接受的机器人参数识别；c)以与所述校准工具互连的所述计算装置运行所述机器人校准程序，并在下一姿势停止；d)从所述校准工具读取和存储三维角位置；e)直接从所述机器人控制器或离线文件读取和存储由所述机器人控制器提供的实际的机器人位置；f)重复步骤c)、步骤d)和步骤e)多次；g)通过将步骤d)中存储的所述校准工具三维角位置与步骤e)中存储的机器人角位置进行比较来计算机器人参数和TCP位置；以及h)使用步骤g)中获得的结果在后续生产任务中纠正机器人参数和TCP，纠正机器人姿势和TCP或补偿任何离线使用机器人姿势和TCP位置的错误。2.根据权利要求1所述的自动标定方法，其特征在于：所述校准工具直接安装在末端执行器上和/或通过适配器安装在末端执行器上。3.根据权利要求1所述的自动标定方法，其特征在于：所述温度传感器与计算装置连接；优选的，所述温度传感器至少用于监测可能受到温度变化影响的机器人臂的温度。4.根据权利要求1所述的自动标定方法，其特征在于：所述机器人校准系统还包括外部三维线性测量装置，所述外部三维线性测量装置安装在机器人工作空间内的支架上，所述机器人末端执行器承载可由外部三维线性测量装置测量的目标，或者，所述外部三维线性测量装置安装在所述机器人末端执行器上。5.根据权利要求1所述的自动标定方法，其特征在于包括：在步骤f)中，步骤c)、步骤d)和步骤e)的重复次数至少等于校准参数的数量。6.根据权利要求5所述的自动标定方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳佳·阿亚迪，
申请(专利权)人：苏州蓝斯视觉系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32