[发明专利]一种用于工业机械手位置标定的三维定位装置

说明书

本发明提供一种用于工业机械手位置标定的三维定位装置，包括立柱基座、立柱丝杠组件、X轴组件、Y轴组件等，X轴组件与Y轴组件分别固定在立柱丝杠组件与立柱基座上，X轴上Z轴直线滑台模组与Y轴上Z轴直线滑台模组上的红色与绿色激光发射器发射激光，从而实现对机械手指定位置的坐标标定。与传统方法相比，本发明在定位的过程中不用在机械手末端增加额外的装置，形象直观，操作简单，成本低，安装方便。

技术领域

本发明涉及一种可以实现在一定空间内，对机械手运动前与运动后的三维直角坐标进行检测的测量装置，尤其涉及一种用于工业机械手位置标定的三维定位装置。

背景技术

机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。因此，机械手已收到许多部门的重视，并越来越广泛的得到了应用。

而机械手标定是离线编程技术实用化的关键技术之一.通过标定可以将机械手的位姿误差大幅度降低,进而将机械手的绝对精度提高到重复精度的水平.所谓标定就是应用先进的测量手段和基于模型的参数识别方法辨识出机械手模型的准确参数,从而提高机械手绝对精度的过程.标定的结果是一组被识别的机械手参数,这些参数可以供机械手生产厂家作为产品质量检验指标,也可以为机械手用户提高机械手的绝对精度.

在标定的过程中,测量手段是一个极其重要的因素.国外从80年代就开始了在这方面的研究工作，形成了多种测量方法，用于机器人静态精度标定的测量系统包括双经纬仪位姿测量系统、三坐标机及关节型多杆随动测量系统.用于机器人动态精度标定的系统主要有激光跟踪系统、CCD交互测量系统、超声波测量系统、位置测量系统和带有接近传感器的测量系统成本高、测试方法繁琐是这些测量系统存在的主要问题.

为提高工作效率，节约成本，本文设计了一种用于机械手位置标定的三维定位装置，通过控制X轴、Y轴、Z轴电机带动激光发射器的移动，由激光束对机械手的末端指定位置进行定位，从而直接读出机械手末端在三维直角坐标系中的参数。这种方法形象直观，操作简单，成本低，安装方便。同时，由于X轴、Y轴采用的是高精密滚珠丝杠，Z轴采用高精度直线滑台模组，并且在定位的过程中不用在机械手末端增加额外的装置，机械手运动模型不会有改变，所以测量精度较高。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种用于工业机械手位置标定的三维定位装置。

本发明的目的是这样实现的：包括立柱基座、X轴组件、Y轴组件、立柱丝杠组件，立柱丝杠组件包括安装在立柱基座上端面的立柱底座、安装在立柱基座内的立柱驱动电机、与立柱驱动电机输出端连接的且伸出至立柱基座外的梯形丝杠、安装在梯形丝杠上的立柱丝杠螺母、与立柱丝杠螺母固连的升降横梁；

所述Y轴组件包括设置在立柱基座侧面的Y轴调整板、安装在Y轴调整板上的一对Y轴轴承座、安装在Y轴轴承座中的Y轴丝杠、安装在Y轴丝杠上的Y轴丝杠螺母、与Y轴丝杠螺母固连的Y轴移动滑板、安装在Y轴移动滑板上的水平旋转电机座、安装在水平旋转电机座上的水平旋转电机和水平旋转减速器、与水平旋转减速器输出轴连接的Y轴滑环、与Y轴滑环连接的Y轴连接法兰盘、与Y轴连接法兰盘下端面的Z轴Y基座、安装在Z轴Y基座上的两个Z轴Y直线滑台模组、分别设置在两个Z轴Y直线模台组上的Y轴组件的绿色激光座和红色激光座、分别安装在Y轴组件的绿色激光座和红色激光座上的Y轴组件的绿色激光器和红色激光器，Y轴电机的输出轴与Y轴丝杠的上端连接，Y轴滑环的外圈通过螺钉与水平旋转电机座连接，两个Z轴Y直线滑台模组分别由驱动电机驱动；