工业机器人工具坐标校准装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及机器人领域，具体涉及一种工业机器人工具坐标校准装置。
【背景技术】
[0002]工业机器人是工业自动化系统中重要的部件之一。通常，需要在工业机器人的机器臂上安装执行具体的制造任务的工具(或称执行器)来进行制造。由于工业机器人工具直接与加工的对象物体相接触，工业机器人末端工具的坐标精度与最终运行的效果高度相关，因此需要提高工业机器人末端工具的坐标精度。
[0003]通常，将工具端部相对于工业机器人末端坐标系的坐标的校准或标定称为对工具坐标校准。在实际应用中，工具以及夹具的微小变化都会使得工业机器人的工具坐标不准确，而工具末端中心点位置的误差将影响到机器人工具的位置及姿态，从而导致应用过程中运动的偏差，致使具有高精度需求的工业机器人应用无法顺利完成。为了校准工具坐标，通常需要通过人工将工具的末端移动到一个由例如圆锥体尖端标识的位置(这一过程通常被称为“示教”)。由此使得工业机器人的控制器能够计算获得工具末端的坐标，以实现对于工具坐标的校准。然而，进行人工示教的过程耗时长，且精度得不到保证。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型提供一种工业机器人工具坐标校准装置，以自动的方式来进行工具坐标校准中的示教，提高校准效率和校准精度。
[0005]所述工业机器人工具坐标校准装置包括:
[0006]校准磁场产生装置，用于固定在所述工业机器人的工具上，产生校准磁场；
[0007]检测装置，用于在预定位置沿三个不同坐标轴方向检测所述校准磁场的强度；以及
[0008]控制装置，与所述检测装置和所述工业机器人连接，用于控制所述工业机器人依次沿三个不同坐标轴方向移动到沿对应坐标轴运动时校准磁场检测值最大的位置，并控制所述工业机器人获取对应的移动参数，基于所述移动参数校准工具坐标。
[0009]优选地，所述检测装置包括:
[0010]基座；
[0011]感应线圈；
[0012]转动部件，用于将所述感应线圈固定于所述基座，并使得所述感应线圈能相对于所述基座在两个转动自由度范围转动。
[0013]优选地，所述转动部件包括:
[0014]第一转动关节，与所述基座连接，能以第一转动自由度转动；
[0015]第二转动关节，与所述感应线圈的外框连接，能以第二转动自由度转动；
[0016]支撑部件，设置于所述第一转动关节和所述第二转动关节之间。
[0017]优选地，所述校准磁场产生装置包括:
[0018]磁体部件，用于产生所述校准磁场；
[0019]固定部件，用于将所述磁体部件与所述工业机器人的工具固定连接。
[0020]优选地，所述固定部件适于调节所述磁体部件相对于所述工具的位置。
[0021]优选地，所述控制装置用于控制所述工业机器人沿第一坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，并控制工业机器人移动到检测装置在第一坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第一坐标轴方向的移动参数；
[0022]所述控制装置用于控制所述工业机器人以当前位置为起点沿第二坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，控制工业机器人移动到检测装置在第二坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第二坐标轴方向的移动参数；
[0023]所述控制装置用于控制所述工业机器人以当前位置为起点沿第三坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，控制工业机器人移动到检测装置在第三坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第三坐标轴方向的移动参数。
[0024]优选地，所述检测装置包括:
[0025]基座；
[0026]感应线圈；
[0027]转动部件，用于将所述感应线圈固定于所述基座，并根据所述控制装置控制使得所述感应线圈相对于所述基座在两个转动自由度范围转动；
[0028]所述控制装置还用于在控制所述工业机器人沿坐标轴方向往复运动前，控制所述转动部件转动以使得所述感应线圈的轴向与对应的坐标轴方向平行。
[0029]优选地，所述控制装置用于重复多次控制所述工业机器人依次沿三个不同坐标轴方向移动到沿对应坐标轴运动时校准磁场检测值最大的位置，并控制工业机器人多组移动参数，并基于获取的多组移动参数进行工具坐标校准。
[0030]通过在工具上固定可随工具一同运动的校准磁场生成装置，并通过检测装置检测工具运动时校准磁场的强度，通过控制工具依次从不同的坐标轴方向移动到校准磁场检测值最大的位置(也即，最靠近检测装置的位置)，由此，可以自动完成工具坐标校准中的示教，进而可以基于自动示教记录的工业机器人移动参数来进行工具坐标校准。本实用新型实施例的装置可以提高校准的效率和精度。
【附图说明】
[0031]通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0032]图1是本实用新型实施例的工业机器人工具坐标校准装置的框图；
[0033]图2是本实用新型实施例的工业机器人工具坐标校准装置的示意图；
[0034]图3是本实用新型实施例的检测装置的示意图；
[0035]图4是本实用新型实施例的检测装置获取的磁场强度检测值的曲线图。
【具体实施方式】
[0036]以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
[0037]此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0038]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义;也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0039]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0040]图1是本实用新型实施例的工业机器人工具坐标校准装置的框图。图2是本实用新型实施例的工业机器人工具坐标校准装置的示意图。
[0041 ]如图1和图2所示，本实施例的工业机器人工具坐标校准装置包括校准磁场产生装置1、检测装置2和控制装置3。在图1中，部件之间的了连接线，用实线表示机械连接，用虚线表示电连接或信号连接。
[0042]其中，校准磁场产生装置I用于固定在所述工业机器人4的工具5上，产生校准磁场。
[0043]具体地，校准磁场产生装置I可以包括固定装置磁体部件11和固定部件12。其中，磁体部件11可以为永磁体或电磁线圈，用于产生按预定的规律分布的校准磁场。固定部件12用于将磁体部件11与所述工业机器人4的工具5固定连接。固定后，磁体部件11将随工具5运动。
[0044]在安装时，尽量使得固定后工具5的末端位于磁体部件11的中心位置，也即，磁场强度最强的位置。优选地，固定部件12被设置为适于调节磁体部件11和工具5的相对位置，以实现上述目标。当然，本领域技术人员可以理解，即使安装后工具5的末端不处于磁场强度最强的位置，由于其与磁场强度最强位置的相对关系确定，因此，在磁场强度最强的位置达到一个预定位置时，工具41的末端也会相应到达一个预定位置。而由于示教过程对于位置并无特别规定，只需要每次示教的位置相同即可，由此，即使安装后工具41的末端不处于磁场强度最强的位置，也可以实现本实用新型的目的。
[0045]检测装置2用于在预定位置沿三个不同坐标轴方向检测所述校准磁场的强度。
[0046]具体地，检测装置2包括基座21、感应线圈22和转动部件23。
[0047]其中，在一个优选实施方式中，感应线圈22的两端通过导线引出，连接到控制装置3，由控制装置3基于感应电流获取磁场强度的检测值。
[0048]转动部件23用于将感应线圈22固定于基座21的上方。同时，转动部件2