一种工业机器人的TCP误差校准方法技术

本发明专利技术公开了一种工业机器人的TCP误差校准方法，涉及TCP误差校准领域，在机器人末端工具一侧安装两个激光传感器，第一激光线和第二激光线所在的平面为基座坐标系XOY平面，根据机器人末端工具在基座坐标系中运动的运动交互参数分别计算Y方向初次校准后坐标值、X方向校准后坐标值、Z方向校准后坐标值和Y方向二次校准后坐标值，通过激光传感器检测机器人末端工具的运动，计算并校准TCP误差，在机器人进行工业生产的过程中，当生产周期达到设定值，将自动执行TCP检测程序，该方法有效避免TCP偏差造成的不良品率，并缩短设备调试时间，提高设备整体生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人的TCP误差校准方法
本专利技术涉及机器人TCP误差校准领域，尤其一种工业机器人的TCP误差校准方法。
技术介绍
随着科技水平的不断发展，工业制造的自动化程度越来越高，工业用机器人正是实现工业生产自动化的一个重要标志，同时为了适应不同的生产环境，需要在机器人的末端安装各种不同的工具，同时机器人在误操作过程中有可能发生碰撞，这些都会导致工业机器人的工具中心点(ToolCenterPoint，TCP)产生坐标误差，而TCP的定位精度直接影响工业机器人的作业能力，目前的TCP误差校准主要采用离线人工示教的多点法，这种方法受人为因素影响较大，容易出现较大的误差，造成校准的失败，同时自动化程度低、校准效率低。
技术实现思路
本专利技术人针对上述问题及技术需求，提出了一种工业机器人的TCP误差校准方法，本专利技术的技术方案如下：其进一步的技术方案为，所述方法包括：在机器人末端工具安装完成后，在所述机器人末端工具一侧安装两个激光传感器，所述两个激光传感器产生相互交叉的第一激光线和第二激光线，所述第一激光线和所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业机器人的TCP误差校准方法，其特征在于，所述方法包括：/n在机器人末端工具安装完成后，在所述机器人末端工具一侧安装两个激光传感器，所述两个激光传感器产生相互交叉的第一激光线和第二激光线，所述第一激光线和所述第二激光线所在的平面为基座坐标系的XOY平面，所述基座坐标系的XOY平面与所述机器人末端工具上建立的工具坐标系的XOY平面平行，并确定所述工具坐标系的坐标原点在所述基座坐标系中的X方向原有坐标值、Y方向原有坐标值和Z方向原有坐标值；/n进行Y方向的初次校准，控制所述机器人末端工具沿着所述基座坐标系的Y轴方向从所述第一定位点运动至所述第二定位点，并在运动过程中依次触发所述第一激光线...

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人的TCP误差校准方法，其特征在于，所述方法包括：
在机器人末端工具安装完成后，在所述机器人末端工具一侧安装两个激光传感器，所述两个激光传感器产生相互交叉的第一激光线和第二激光线，所述第一激光线和所述第二激光线所在的平面为基座坐标系的XOY平面，所述基座坐标系的XOY平面与所述机器人末端工具上建立的工具坐标系的XOY平面平行，并确定所述工具坐标系的坐标原点在所述基座坐标系中的X方向原有坐标值、Y方向原有坐标值和Z方向原有坐标值；
进行Y方向的初次校准，控制所述机器人末端工具沿着所述基座坐标系的Y轴方向从所述第一定位点运动至所述第二定位点，并在运动过程中依次触发所述第一激光线和所述第二激光线，根据所述机器人末端工具与所述第一定位点、所述第二定位点和两条激光线的运动交互参数计算得出Y方向初次补偿量，根据所述Y方向初次补偿量对所述Y方向原有坐标值进行补偿得到Y方向初次校准后坐标值；所述第二定位点与所述第一定位点的X方向和Z方向的坐标值均相同、Y方向的坐标值不同；
进行X方向的校准，控制所述机器人末端工具沿着所述基座坐标系的Z轴方向从所述第三定位点运动至所述第四定位点并在运动过程中同时触发两条激光线，根据所述机器人末端工具与所述第三定位点、第四定位点和两条激光线的运动交互参数计算得出X方向补偿量，根据所述X方向补偿量对所述X方向原有坐标值进行补偿得到X方向校准后坐标值；其中，所述第三定位点和所述第四定位点的X方向坐标和Y方向坐标分别相等，Z方向坐标分别在Z轴零点的两侧；
进行Z方向的校准和Y方向的二次校准，控制所述机器人末端工具沿着所述基座坐标系的Y轴方向从所述第一定位点运动至所述第二定位点，并在运动过程中依次触发所述第一激光线和所述第二激光线，根据所述机器人末端工具与所述第一定位点、所述第二定位点和两条激光线的运动交互参数计算得出Z方向补偿量和Y方向二次补偿量，根据所述Z方向补偿量对所述Z方向原有坐标值进行补偿得到Z方向校准后坐标值，根据所述Y方向二次补偿量对所述Y方向初次校准后坐标值进行补偿得到Y方向二次校准后坐标值；
根据所述X方向校准后坐标值、所述Y方向二次校准后坐标值和所述Z方向校准后坐标值得到所述工具坐标系校准后的坐标原点，完成TCP误差校准。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，确定精度数值范围；
则根据所述Y方向初次补偿量对所述Y方向原有坐标值进行补偿得到Y方向初次校准后坐标值，包括：
检测所述Y方向初次补偿量是否在所述精度数值范围内；
若在所述精度数值范围内，则根据所述Y方向初次补偿量对所述Y方向原有坐标值进行补偿得到Y方向初次校准后坐标值；
若超出所述精度数值范围，则根据所述Y方向初次补偿量对所述Y方向原有坐标值进行补偿并将补偿后的值作为所述Y方向原有坐标值，并以所述Y方向原有坐标值作为所述工具坐标系的坐标原点在所述基座坐标系中的Y方向原有坐标值重新进行Y方向的初次校准。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在进行Y方向的初次校准时，根据所述机器人末端工具与所述第一定位点、所述第二定位点和两条激光线的运动交互参数计算得出Y方向补偿参数，根据所述Y方向补偿参数对所述第一定位点分别进行坐标平移得到所述第三定位点和所述第四定位点。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算得出Y方向补偿参数，包括：
所述机器人末端工具与所述第一定位点、所述第二定位点和两条激光线的运动交互参数至少包括：所述机器人末端工具离开所述第一激光线的时刻为T7，所述机器人末端工具触发所述第一激光线的时刻为T6，所述机器人末端工具到达所述第二定位点的时刻为T5，所述机器人末端工具在运动过程中的校验速度为V1，
根据公式L3＝(T7-T6)×V1÷2计算得到Y方向第一补偿参数L3，根据公式L4＝(T6-T5)×V1计算出Y方向第二补偿参数L4；
则所述第三定位点的坐标值pPoint3和所述第四定位点的坐标值pPoint4为：
pPoint3＝compose(pPoint1,fFrame,{0,L3+L4,30,0,0,0})；
pPoint4＝compose(pPoint1,fFrame,{0,L3+L4,-5,0,0,0})；
其中，函数{}中的6个参数依次表示X、Y、Z方向的平移量和X、Y、Z方向的旋转量，函数compose()代表基于所述基座坐标系fFrame根据函数{}中的6个参数对所述第一定位点的坐标值pPoint1进行数据空间转换。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述机器人末端工具与所述第一定位点、第二定位点和两条激光线的运动交互参数计算得出Y方向初次补偿量，包括：
所述机器人末端工具与...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，张叶，汤皓，卢俊，王雪峰，卢杭，
申请(专利权)人：江苏亚威创科源激光装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32