[发明专利]一种七轴机器人的零位标定方法

说明书

本发明实施例公开了一种七轴机器人的零位标定方法。本发明实施例中所提供的七轴机器人的零位标定方法，仅需单独标定第一轴、第二轴、第四轴、第六轴和第七轴五个轴的零位，第三轴的零位通过第二轴的拟合圆与第四轴的拟合圆来进行确定，第五轴的零位通过第四轴和第六轴的拟合圆来确定，从而减少了第三轴和第五轴单独进行零位标定的时间，有效地提高了七轴机器人的零位标定效率。

技术领域

本发明涉及机器人标定的技术领域，具体涉及一种七轴机器人的零位标定的方法。

背景技术

机器人的零位标定是离线编程技术实用化的关键技术之一，所谓标定就是应用先进测量手段或几何约束等并基于模型的参数辨识方法辨识出准确的机器人模型参数，从而提高机器人的绝对精度。

目前，机器人的零位标定方法主要包括两类方法。第一类方法为运动学模型标定法，运动学模型标定方法通常四大步骤：建立描述机器人几何特性和运动性能的数学模型；测量机器人末端执行器在世界坐标系下的多点位置坐标；辨识机器人关节角与其末端执行器末点位置之间的函数关系；修改控制器参数使理论值与实际值之间误差最小。第二类方法为机器人自标定的方法，机器人自标定的方法只借助于机器人内部传感器来对其运动学模型进行标定，机器人自标定的方法通常采用施加物理约束或增加冗余传感器来实现。

上述的机器人的两种零位标定方法已经广泛应用在六轴机器人上。当采用上述两种零位标定方法在七轴机器人上，需要对七轴机器人的每一个轴都标定一遍才能算出零位，标定的时间较长，标定的效率过低。

因此，针对现有七轴机器人的零位标定方法，急需一种减少标定时间和提高标定效率的七轴机器人的零位标定方法。

发明内容

针对现有七轴机器人的零位标定方法所存在的问题，本发明实施例提出一种七轴机器人的零位标定方法。在该方法中，仅需单独标定第一轴、第二轴、第四轴、第六轴和第七轴五个轴的零位，第三轴的零位通过第二轴的拟合圆与第四轴的拟合圆来进行确定，第五轴的零位通过第四轴和第六轴的拟合圆来确定，从而有效地减少了两个轴单独零位标定的时间，提高了七轴机器人的零位标定效率。

该七轴机器人的零位标定方法的具体方案如下：一种七轴机器人的零位标定方法，包括以下步骤：采用直接标定方法确定七轴机器人的第一轴的零位；采用直接标定方法确定七轴机器人的第二轴的零位；采用直接标定方法确定七轴机器人的第四轴的零位；采用直接标定方法确定七轴机器人的第六轴的零位；采用直接标定方法确定七轴机器人的第七轴的零位；转动七轴机器人的第二轴，并记录所述第二轴拟合出来的第一圆；转动七轴机器人的第四轴，并记录所述第四轴拟合出来的第二圆；根据所述第一圆和所述第二圆在Y轴方向上的轴线关系，判断七轴机器人的第三轴的零位；转动七轴机器人的第六轴，并记录所述第六轴拟合出来的第三圆；根据所述第二圆和所述第三圆在Y轴方向上的轴线关系，判断七轴机器人的第五轴的零位。

优选地，若所述第一圆和所述第二圆在Y轴方向上轴线存在夹角，则需对第三轴的零位进行补偿，所述夹角的数值即为第三轴所需要进行零位补偿的数值；若所述第一圆和所述第二圆在Y轴方向上轴线平行，则第三轴的零位无需补偿。

优选地，若所述第二圆和所述第三圆在Y轴方向上轴线存在夹角，则需对第五轴的零位进行补偿，所述夹角的数值即为第五轴所需要进行零位补偿的数值；若所述第二圆和所述第三圆在Y轴方向上轴线平行，则第五轴的零位无需补偿。

优选地，所述直接标定法采用激光跟踪仪进行零位的标定。

优选地，所述直接标定法包括以下步骤：测量七轴机器人的基本坐标系与激光跟踪仪的基本坐标系之间的转换关系；测量七轴机器人的末端执行器的实际位置；对所测量的实际位置的数据进行数据处理以获得误差参数；将所述误差参数补偿至七轴机器人的运动模型中，获得相应轴的零位。

优选地，所述激光跟踪仪的测量精度高于所述七轴机器人的标定精度。