一种scara机器人机械参数的标定方法技术

本发明专利技术公开了一种scara机器人机械参数的标定方法，先进行小臂零点的标定：调整标定板的水平度，推动scara机器人的关节，使scara机器人分别在左手系状态和右手系状态下移动到标定板O1处，并分别对应记录小臂的角度θ1和角度θ2；小臂的零点角度应为从现在的零点偏转角度(θ1+θ2)/2；在标定并补偿完成小臂的零点角度后，进行大小臂长度的标定；推动scara机器人关节，使scara机器人在左手系状态和右手状态下移动至O1和O2处，记录对应数据，通过绘图软件将测得的数据标入图中，对其中的尺寸、角度进行对应驱动；使用尺寸工具测量后将测量数据输入scara机器人的控制系统对原有数据进行修正。据进行修正。据进行修正。

【技术实现步骤摘要】
一种scara机器人机械参数的标定方法


[0001]本专利技术涉及机器人参数调整
，特别涉及一种scara机器人机械参数的标定方法。

技术介绍

[0002]机器人在制造过程中，各部分零件都会有制造误差；装配过程中还会引入装配误差。所有的误差累计，会对最终的成品产生叠加的影响。为了保证机器人的最终精度，需要在装配完成后对各部分进行精确的标定，以消除或设法补偿各种误差。
[0003]目前scara机器人常用的标定方法大多采用激光跟踪仪或激光三坐标等设备。此类设备价格高昂，对于初创公司或者某些大专院校等有检测需求的单位来说会有较大的成本压力。另外也有采用特定工装进行标定的方案，但是都比较繁复，数据处理复杂，需要较高的计算能力或者编程能力。

技术实现思路

[0004]为克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种scara机器人机械参数的标定方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：该scara机器人机械参数的标定方法，其特征在于，标定过程为：
[0006]1)小臂零点的标定：
[0007]调整标定板的水平度，推动scara机器人的关节，使scara机器人在左手系状态下移动到标定板O1处，记录此时小臂的角度θ1；再推动scara机器人的关节，使scara机器人在右手系状态移动至O1处，记录此时小臂的角度θ2；小臂的零点角度应为从现在的零点偏转角度(θ1+θ2)/2。
[0008]2)大臂和小臂长度的标定：
[0009]在标定并补偿完成小臂的零点角度后，进行大小臂长度的标定；
[0010]继续使用调整好的标定板，推动scara机器人关节，使scara机器人在左手系状态下移动至O1处，记录此时的大臂角度位置以及大臂与小臂的夹角β1；再推动scara机器人关节，使scara机器人在右手系状态下移动至O1处，记录此时大臂位置与scara机器人在左手系状态下移动至O1处时的大臂位置的相对角度α1；推动scara机器人关节，使scara机器人移动至O2处，记录此时的大臂角度位置与小臂零点标定后第一次左手系状态下scara机器人移动至O1处时的大臂位置的相对角度α2以及大臂和小臂的夹角β2。
[0011]3)通过绘图软件分别将测得的数据标入图中，对其中的尺寸、角度进行对应驱动；添加约束OA＝OB＝OC为大臂长度，AO1＝BO1＝CO2为小臂长度，通过以上数据以及相互关系的限定，可以得到确定的OA、AO1长度；即大臂和小臂的长度值L1和L2，使用尺寸工具测量后将测量数据输入scara机器人的控制系统对原有数据进行修正。
[0012]进一步地，小臂零点的标定：将百分表固定于scara机器人的执行末端，百分表的
测头触及标定板上平面；操作scara机器人，使百分表的测头在标定板的整个上平面内移动；调整标定板的水平方向，使百分表的示数在标定板的各个位置时均保持一致。
[0013]进一步地，θ1和θ2区分正负，小臂的零点角度应为从现在的零点偏转角度(θ1+θ2)/2；用此数据修正小臂的零点。
[0014]进一步地，在标定板上设有至少两个孔，两个孔分别为O1和O2，在scara机器人的执行末端固定芯轴，标定过程中将芯轴对应移动至O1和O2处并插入O1和O2内。
[0015]进一步地，标定板上的孔与芯轴可紧密配合，且孔间距误差不超过
±
0.01mm；芯轴的外圆与定位止口的同轴度误差小于
[0016]进一步地，O1和O2在标定板上的距离为S，为已知数据。
[0017]综上，本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0018]利用绘图软件的尺寸驱动功能，自动得到大小臂的长度，标定所使用设备价格低，易采购，尤其适合缺少资金的企事业单位。测试过程简便，数据处理简单易行。标定精度可达到激光跟踪仪同等的精度等级。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的标定过程中的立体结构图。
[0020]图2为小臂零点的标定过程中数据在绘图软件中的呈现。
[0021]图3为大臂和小臂长度的标定过程中数据在绘图软件中的呈现。
[0022]图中：
[0023]1检测平台，2标定板，3芯轴，4scara机器人，5百分表。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术的特征和原理进行详细说明，所举实施例仅用于解释本专利技术，并非以此限定本专利技术的保护范围。
[0025]本专利技术将要对scara机器人大、小臂的长度以及小臂的零点角度进行标定。
[0026]如图1所示，标定所用工装包含一块带有2～4个孔的标定板2，O1和O2可以是标定板上的随意两个孔。工装还包括一个可以装在机器人末端的芯轴3，以及一个带座百分表5。标定板2上的孔要求与芯轴3可以实现较紧密配合，且孔间距严格保证，误差不超过
±
0.01mm。芯轴的外圆与标定板上的孔形成的定位止口的同轴度误差小于φ0.01mm。
[0027]具体地标定过程为：
[0028]首先进行小臂零点的标定：将标定板置于检测平台1上，将百分表5固定于机器人4的执行末端，百分表的方式有很多，可以直接吸附在螺杆上，或者螺杆上安装一块板，百分表吸附在板上；或者做个专用工装固定百分表等，具体安装固定方式不作具体限制。百分表的测头触及标定板2上平面。操作机器人，使百分表测头在标定板的整个上平面内移动。调整标定板的水平方向，使百分表的示数在各个位置时均保持一致。
[0029]芯轴装于机器人的执行末端，手动推动机器人的关节，使机器人在左手系状态下芯轴插入到标定板的孔O1内。从控制器内找到并记录此时小臂的角度θ1。拉出芯轴，手动推动机器人的关节，使其在右手系状态下芯轴插入孔O1内，记录此时小臂的角度θ2。θ1，θ2应区分正负。则小臂的零点角度应为从现在的零点偏转角度(θ1+θ2)/2。用此数据修正小臂的零
点。
[0030]再进行大臂、小臂长度的标定：在标定并补偿完成小臂的零点角度后，进行大小臂长度的标定。继续使用调整好的标定板。手动推动机器人关节，左手系状态下使芯轴插入到标定板的孔O1内，记录此时的大臂角度位置以及大小臂的夹角β1。拉出芯轴，推动机器人关节使其在右手系状态下芯轴插入标定板的孔O1内，记录此时大臂位置与左手系插入时的大臂位置的相对角度α1。再次拉出芯轴，推动机器人关节使芯轴插入标定板的孔O2内，记录此时的大臂角度位置与小臂零点标定后第一次左手系状态下scara机器人移动至O1处时的大臂位置的相对角度α2以及大臂和小臂的夹角β2。
[0031]打开绘图软件(比如AutoCAD)进入草图绘制界面，在如图2和图3所示的草图内分别将测得的数据标入图中，对其中的尺寸、角度进行驱动。添加约束OA＝OB＝OC为大臂长度，AO1＝BO1＝CO2为小臂长度，O1O2为标定板上已知距离为S的两孔。通过以上数据以及相互关系的限定，可以得到确定的OA、AO1长度，利用软件的尺寸驱动功能，自动得到大小臂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种scara机器人机械参数的标定方法，其特征在于，标定过程为：1)小臂零点的标定：调整标定板的水平度，推动scara机器人的关节，使scara机器人在左手系状态下移动到标定板O1处，记录此时小臂的角度θ1；再推动scara机器人的关节，使scara机器人在右手系状态移动至O1处，记录此时小臂的角度θ2；小臂的零点角度应为从现在的零点偏转角度(θ1+θ2)/2；2)大臂和小臂长度的标定：在标定并补偿完成小臂的零点角度后，进行大小臂长度的标定；继续使用调整好的标定板，推动scara机器人关节，使scara机器人在左手系状态下移动至O1处，记录此时的大臂角度位置以及大臂与小臂的夹角β1；再推动scara机器人关节，使scara机器人在右手系状态下移动至O1处，记录此时大臂位置与scara机器人在左手系状态下移动至O1处时的大臂位置的相对角度α1；推动scara机器人关节，使scara机器人移动至O2处，记录此时的大臂角度位置与小臂零点标定后第一次左手系状态下scara机器人移动至O1处时的大臂位置的相对角度α2以及大臂和小臂的夹角β2；3)通过绘图软件分别将测得的数据标入图中，对其中的尺寸、角度进行对应驱动；添加约束OA＝OB＝OC为大臂长度，AO1＝BO1＝CO2为小臂长度，通过以上数据以及相互关系的限定，可以得到确定的OA、AO...

【专利技术属性】
技术研发人员：李焕志，张赛，刘芳，孙同亮，
申请(专利权)人：济南翼菲自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：