机器人工具坐标系的校正方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种机器人的校正方法，尤其涉及一种工业机器人工具坐标系的校正 方法。
【背景技术】
[0002] 机器人技术在工业领域得到广泛应用，例如自动装配、焊接、打磨等。通过在机器 人末端安装不同的执行机构(例如气动爪或加工工具）来完成各种作业任务。现有机器人 加工中，一般通过在机器人末端安装加工工具来完成对产品的加工，如在打磨用机器人上 安装打磨器对固定于工作台上的产品进行打磨，建立打磨器的工具坐标系的准确度直接影 响着打磨精度，即机器人工具坐标系的准确度成为机器人实现精准操作的重要指标。然而 由于人工装配加工工具、机器人本身结构或是机器人自定义的工具坐标系都会存在一定误 差，导致机器人的工具坐标系存在一定误差。利用人工手动进行修正时，比较费时、费力，而 且误差比较大。
【发明内容】
[0003] 鉴于上述内容，有必要提供一种校正精确度高且校正简单的机器人的工具坐标系 的校正方法。
[0004] -种机器人工具坐标系的校正方法，用于准确确定装设于机器人执行机构上的工 件的实际工具坐标系，该机器人配合一个辅助测量工具实现校正，该机器人包括驱动机构、 控制该驱动机构驱动的控制器及装设于该驱动机构末端上的执行机构，该驱动机构的末端 建立有基础工具坐标系，该辅助测量工具包括测量件，该工件包括与该执行机构相接的安 装面，与该安装面相对的加工面，以及连接该安装面与该加工面并相互邻接的第一侧面与 第二侧面，其特征在于，该校正方法包括以下步骤:A、将工件的加工面与测量件相对；B、依 据基础工具坐标系，在工件上建立一个预估工具坐标系（Xm、Ym、Z ni, Rx，Ry，Rz)，设该预估工 具坐标系相对于实际工具坐标系的位置偏差为（Δ χ，Δ y，Δ z),旋转偏差为（Δ Rx，Δ Ry， ARz) ;C、控制器控制该驱动机构驱动该工件沿步骤B中的预估工具坐标系的坐标轴Xni移动 距离L，测量件测量该工件加工面上的该距离L两端点的数值以求出AR y的值；D、修正控制 器中预估工具坐标系的参数Ry并得到新的预估工具坐标系（ΧΛ ΥΛ Zni1, Rx1, Ry1, Rz1),其相 对实际工具坐标系的位置偏差为（Λ X1，Λ y1，Λ Z1)，旋转角度偏差为（Λ Rx1, ARy1, ARz1); Ε、控制器控制该驱动机构驱动该工件沿步骤D中的预估工具坐标系的坐标轴Yni1移动距离 L'，该测量件测量该工件加工面上的该距离L'两端点的数值以求出Λ Rx1的值；F、修正控制 器中预估工具坐标系的参数Rx 1并得到新的预估工具坐标系（ΧΛ ΥΛ ΖΛ Rx2, Ry2, R/)，其相 对实际工具坐标系的位置偏差为（Λ x2, Λ y2, Λ z2)，旋转角度偏差为（Λ Rx2, Λ Ry2, ARz2); G、控制器控制该驱动机构驱动该工件沿步骤F中的预估工具坐标系的坐标轴Xni2或Yni 2移 动距离L' '，该测量件测量该工件第一侧面或第二侧面上的该距离L' '两端点的数值以求 出ARz2的值；H、修正控制器中预估工具坐标系的参数R z2并得到新的预估工具坐标系（X"3， ΥΛ ΖΛ Rx3, Ry3, Rz3)，其相对实际工具坐标系Tg的位置偏差为（δ X3, Λ y3, Λ Z3)，旋转角度 偏差为（ARx3, ARy3, ARz3) ;1、控制器控制该驱动机构驱动该工件绕步骤H中的预估坐标 系的坐标轴Zni3转动180°，该测量件测量转动前后的两个第一侧面上的两个点的数值以求 得Ay 3的值J、修正控制器中预估工具坐标系的参数Yni3并得到新的预估坐标系（ΧΛ ΥΛ 2"14，&4，1^4，1^4)，其对实际工具坐标系1；的位置偏差为（八夂八/，八 24)，旋转角度偏差为 (ARX4, ARy4, Λ〇 ;Κ、控制器控制该驱动机构驱动该工件绕步骤J中的预估坐标系的坐 标轴Zni4转动180°，该测量件测量转动前后的两个第二侧面上的两个点的数值以求得Ax 4 的值；L、修正控制器中预估工具坐标系的参数Yni4并得到新的预估坐标系（Xni 5, ΥΛ ζΛ R/， Ry5, Rz5)，其对实际工具坐标系Tg的位置偏差为（Λ χ5, Λ y5, Λ ζ5)，旋转角度偏差为（ARx5, ARy5, ARz5) ;M、控制器控制该驱动机构驱动该工件绕步骤L中的预估坐标系的坐标轴Yni5 转动90°，该测量件测量转动前后的第二侧面与加工面上的两个点的数值以求得Az5的 值。N、修正控制器中预估工具坐标系的参数Z ni5并得到校正后的工具坐标系（X"6, Y"6, Zni6, Rx6, Ry6, Rz6) 〇
[0005] 另一种机器人工具坐标系的校正方法，用于准确确定装设于机器人执行机构上的 工件的实际工具坐标系，该机器人配合一个辅助测量工具实现校正，该机器人包括驱动机 构、控制该驱动机构驱动的控制器及装设于该驱动机构末端上的执行机构，该驱动机构的 末端建立有基础工具坐标系，该辅助测量工具包括测量件，该工件包括与该执行机构相接 的安装面，与该安装面相对的加工面，以及连接该安装面与该加工面并相互邻接的第一侧 面与第二侧面，其特征在于，该校正方法包括以下步骤：Α、将工件的加工面朝向测量件；Β、 依据基础工具坐标系，在工件上建立一个预估工具坐标系（Xm、Ym、z"，R x，Ry，Rz)，设该预估 工具坐标系相对于实际工具坐标系的位置偏差为（Δ χ，Δ y，Δ z),旋转偏差为（Δ Rx，Δ Ry， ARz) ;C、控制器控制该驱动机构驱动该工件沿步骤B中的预估工具坐标系的坐标轴Yni移动 距离L，测量件测量该工件加工面上的该距离L两端点的数值以求出AR x的值；D、修正控制 器中预估工具坐标系的参数Rx并得到新的预估工具坐标系（ΧΛ ΥΛ Zni1, Rx1, Ry1, Rz1),其相 对实际工具坐标系的位置偏差为（Λ X1，Λ/，Λ Z1)，旋转角度偏差为（ARx1, ARy1, ARz1); Ε、控制器控制该驱动机构驱动该工件沿步骤D中的预估工具坐标系的坐标轴Xni1移动距离 L'，该测量件测量该工件加工面上的该距离L'两端点的数值以求出Λ Ry1的值；F、修正控制 器中预估工具坐标系的参数Ry 1并得到新的预估工具坐标系（ΧΛ ΥΛ z"2, Rx2, Ry2, R/)，其相 对实际工具坐标系的位置偏差为（Λ x2, Λ y2, Λ z2)，旋转角度偏差为（Λ Rx2, Λ Ry2, ARz2); G、控制器控制该驱动机构驱动该工件沿步骤F中的预估工具坐标系的坐标轴Xni2或Yni 2移 动距离L' '，该测量件测量该工件第一侧面或第二侧面上的该距离L' '两端点的数值以求 出Λ Rz2的值；H、修正控制器中预估工具坐标系的参数Rz2并得到新的预估工具坐标系（X" 3， Yni3, Z"3, R/，R/，R/)，其相对实际工具坐标系Tg的位置偏差为（Δ X3, Λ y3, Λ Z3)，旋转角度 偏差为（ARx3, ARy3, ARz3) ;1、控制器控制该驱动机构驱动该工件绕步骤H中的预估坐标 系的坐标轴Zni3转动180°，该测量件测量转动前后的两个第一侧面上的两个点的数值以求 得Ay 3的值J、修正控制器中预估工具坐标系的参数Yni3并得到新的预估坐标系（ΧΛ ΥΛ 2"14，&4，1^4，1^4)，其对实际工具坐标系1；的位置偏差为（八夂八/，八 24)，旋转角度偏差为 (ARX4, ARy4, ;Κ、控制器控制该驱动机构驱动该工件绕步骤J中的预估坐标系的坐 标轴Zni4转动180°，该测量件测量转动前后的两个第二侧面上的两个点的数值以求得Ax 4 的值；L、修正控制器中预估工具坐标系的参数Yni4并得到新的预估坐标系（ΧΛ ΥΛ ζΛ Rx5， Ry5, Rz5)，其对实际工具坐标系Tg的位置偏差为（Λ X5, Λ y5, Λ Z5)，旋转角度偏差为（ARx5, ARy5, ARz5) ;M、控制器控制该驱动机构驱动该工件绕步骤L中的预估坐标系的坐标轴Yni5 转动90°，该测量件测量转动前后的第二侧面与加工面上的两个点的数值以求得Az5的 值；N、修正控制器中预估工具坐标系的参数Z ni5并得到校正后的工具坐标系（Xni6, ΥΛ ζΛ Rx6, Ry6, Rz6) 〇
[0006] 本发明的工具坐标系的校正方法，通过在工件上建立预估工具坐标系，并控制工 件沿预估工具坐标系的轴向移动，测量件测量求出移动前后的测量数据差，从而计算出预 估工具坐标系相对实际工具坐标系的旋转偏差，以校正预估工具坐标轴的坐标轴；另外通 过控制工件绕校正后的预估工具坐标系的坐标轴转动，测量件测量转动前后的测量数据 差，从而计算出预估工具坐标系相对实际工具坐标系的位移偏差，以校正预估工具坐标系 的原点。利用该工具坐标系的校正方法，校正精度较高，且只需要简单的求算就能计算出偏 差值，校正方法简单且容易实现。
【附图说明】
[0007] 图1至图2为本发明实施方式的机器人工具坐标系的校正方法的流程图。
[0008] 图3为本发明实施方式的机器人的立体示意图。
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