[发明专利]一种工业机器人的标定系统及方法

说明书

本发明涉及一种工业机器人的标定系统及方法，本发明中计算机含有数据采集软件；其中工业机器人通过工业机器人电缆与计算机连接通讯，关节臂式测量机通过关节臂式测量机电缆与计算机连接通讯；通过计算机控制数据采集软件采集工业机器人的末端位置和和关节臂式测量机的关节转角；连接板通过螺栓Ⅰ与需要标定的工业机器人的第六个关节末端的法兰盘连接；锥孔通过螺栓Ⅱ与连接板连接。本发明采用关节臂式测量机进行测量，发挥了关节臂式测量机运动灵活、空间大的特点，从而在采集数据时机器人末端的运动空间大，机器人各关节的运动更加充分，为结构参数解算提供了鲁棒性更强的数据支持。

技术领域

本发明涉及一种工业机器人的标定系统及方法，属于机器人标定领域。

背景技术

工业机器人是一种能够自动控制、可编程、具有三个或更多轴的多功能机械手，在工业自动化应用中使用时，工业机器人可以安装在某一固定位置或者安装在移动导轨上。末端位置精度是工业机器人一个重要的性能指标，随着工业机器人在各个行业中的应用范围越来越广，人们对末端位置精度提出了更高的要求。然而由于各种误差因素的影响，机器人末端实际位置和往往与控制器的期望位置之间存在着一定的误差，这种误差是机器人精度的最重要指标之一。

提高机器人位置精度通常有两种方法。一种是通过选用更高的精度标准的元器件，并尽可能的减少机器人的装配误差，但这种方法有时在经济上不合理上、在生产上不可行。另一种方法是通过采用标定技术实现末端位置的误差补偿，整体上提高机器人末端的位置精度，通常，该方法可以取得明显效果，是提高末端位置精度的重要途径。

发明内容

本发明提供了一种工业机器人的标定系统及方法，通过增大标定操作时各关节的运动空间，使采集到的数据广泛而无死角，从而提高结构参数解算的鲁棒性和精度，并提高工业机器人的精度。

本发明的技术方案是：一种工业机器人的标定系统，包括计算机1、关节臂式测量机电缆2、工业机器人电缆3、关节臂式测量机4、工业机器人5、锥孔7和连接板8；

所述计算机1含有数据采集软件；其中工业机器人5通过工业机器人电缆3与计算机1连接通讯，关节臂式测量机4通过关节臂式测量机电缆2与计算机1连接通讯；通过计算机1控制数据采集软件采集关节臂式测量机4的末端位置和工业机器人5的关节转角；连接板8通过螺栓Ⅰ9与需要标定的工业机器人5的第六个关节末端的法兰盘连接；锥孔7通过螺栓Ⅱ10与连接板8连接。

一种工业机器人的标定方法，所述方法的具体步骤如下：

Step1、上电，打开关节臂式测量机4和工业机器人5的控制软件；

Step2、将工业机器人5与关节臂式测量机4回零；

Step3、让工业机器人5运动到任意位置，并牵引关节臂式测量机4，使测量机测头6与工业机器人5末端锥孔7贴合；

Step4、在计算机1上利用数据采集软件记录此时关节臂式测量机4的末端位置与工业机器人5的关节转角，设置此初始化计数变量i＝1；

Step5、判断是否完成了标定数据采集操作：

若尚未完成则转至步骤Step6；若已完成标定数据采集操作则转至步骤Step8；

Step6、继续让工业机器人5运动到任意位置，原则为：移动的位置尽量覆盖工业机器人5的工作空间；牵引关节臂式测量机4，使测量机测头6与工业机器人5末端锥孔7贴合；

Step7、在计算机1上利用数据采集软件记录此时关节臂式测量机4的末端位置与工业机器人5的关节转角；采集计数变量自增1：i＝i+1；

Step8、完成标定数据采集后，令n＝i；利用采集到的n组数据和工业机器人5的运动学方程计算工业机器人5相应末端位置的理论值P，并将采集的关节臂式测量机4相应末端位置设为P_c；