一种用于轻量化车身生产线的机器人自标定方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于轻量化车身生产线的机器人自标定方法，其特征是将四个标定块分别安装在车身夹具中的四个不同的位置上，以各夹具基准孔中的标定块的上端表面中心点为标定点，利用夹具数模获得各标定点在车身夹具的坐标系中的坐标值B1，并获得各标定点在机器人坐标系中的坐标值C1；以坐标值B1和坐标值C1确立机器人的坐标原点与车身夹具的坐标原点之间的位置关系，利用位置关系获得机器人的坐标原点在车身夹具的坐标系中的坐标值，完成机器人自标定。本发明方法能快速精确地获得机器人与车身夹具的相对位置坐标，提高调试进度。
【专利说明】
一种用于轻量化车身生产线的机器人自标定方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种机器人标定方法，更具体地说是应用于汽车生产线中的机器人标定方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车行业的快速发展，车型的更新换代越加频繁，汽车制造商迫切需求高柔性、高节拍的生产线。机器人参与到汽车生产中可以极大地节省人力，提高工作效率，但是机器人的调试是机器人正式投入到生产前的必备工作，在仿真离线程序导入机器人后能够快速完成调试，以最快最精确最节省的方式确定机器人相对工装夹具的位置关系，才能使机器人迅速的投入到生产中。
[0003]传统的六点测量法是需要将机器人的机械臂运转移动六个位置，并分别测量六个位置状态下的机器人六轴的前端中心位置来确定机器人相对工装夹具的位置关系，这种方法效率低而影响了影响调试进度，其测量精度低后期机器人示教返工量大。
【发明内容】
[0004]本发明是为避免上述现有技术存在的不足之处，提供一种用于轻量化车身生产线的机器人自标定方法，以期能够快速精确地测出机器人与工装夹具的位置关系，使得在离线程序导入后能迅速完成调试任务，提高生产节拍。
[0005]本发明为解决技术问题采用如下技术方案:
[0006]本发明用于轻量化车身生产线的机器人自标定方法的特点是按如下步骤进行:
[0007]步骤1:将标定杆的上端通过过渡盘与机器人的六轴法兰固定连接，在所述标定杆的下端固定安装千分表支架，利用夹紧块将测量销固定安装在千分表支架的前端，将机器人设置在零位坐标上，通过测量获得测量销的前端面中心点在机器人坐标系中的坐标值A，以所述坐标值A作为千分表校零的零点位置；
[0008]步骤2:在千分表支架上，将测量销替换安装为千分表，利用校零块将千分表的顶针校准在所述坐标值A处，并将千分表归零；
[0009]步骤3:按如下方式a或方式b获得机器人的标定点
[0010]方式a:将四个标定块分别安装在车身夹具中的四个不同的位置上的夹具基准孔中，以各夹具基准孔中的标定块的上端表面中心点为标定点，利用夹具数模获得各标定点在车身夹具的坐标系中的坐标值BI ；
[0011 ]方式b:在所述车身夹具上，利用一个已知坐标的安装孔固定设置一转接底座，在所述转接底座上固定安装一标定板;将四个标定块分别安装在标定板中的四个不同的位置上的标定板基准孔中，以各标定板基准孔中的标定块的上端表面中心点为标定点，利用夹具数模获得各标定点在车身夹具的坐标系中的坐标值B2;
[0012]步骤4:操作机器人，使安装在标定杆下端的千分表中凸伸的顶针依次抵触各标定块上的标定点，直至千分表达到零位，以此获得在方式a中各标定点在机器人坐标系中的坐标值Cl，或以此获得在方式b中各标定点在机器人坐标系中的坐标值C2;
[0013]步骤5:以坐标值BI和坐标值Cl或以坐标值B2和坐标值C2确立机器人的坐标原点与车身夹具的坐标原点之间的位置关系，利用所述位置关系获得机器人的坐标原点在所述车身夹具的坐标系中的坐标值，完成机器人自标定。
[0014]本发明用于轻量化车身生产线的机器人自标定方法的特点也在于:所述标定板是利用撑杆支撑在转接底座上，使所述标定板处在车身夹具的上方，以避免车身夹具中其它构件的干扰。
[0015]与已有技术相比，本发明有益效果体现在:
[0016]1、本发明方法能快速精确地获得机器人与车身夹具的相对位置坐标，提高调试进度；
[0017]2、本发明方法能够适应更多的机器人和不同类型的夹具，具有广泛的适用性；
[0018]4、本发明方法的使用可以大量减少测量调试人员的参与，降低测量成本。
[0019]5、本发明方法使测量过程中涉及的部件少，操作方便。
【附图说明】
[0020]图1为本发明方法示意图；
[0021 ]图2为本发明方法另一实施方式示意图；
[0022]图3为本发明中标定板结构示意图；
[0023]图4为本发明中千分表校零不意图；
[0024]图中标号:I机器人，2过渡盘，3标定杆，4千分表支架，5千分表，6夹紧块，7标定块，8车身夹具，9测量销，10校零块，11转接底座，12标定板，13标定板基准孔，14撑杆。
【具体实施方式】
[0025]参见图1和图2，本实施例用于轻量化车身生产线的机器人自标定方法按如下步骤进行:
[0026]步骤1:将标定杆3的上端通过过渡盘2与机器人I的六轴法兰固定连接，在标定杆3的下端固定安装千分表支架4，利用夹紧块6将测量销9固定安装在千分表支架4的前端，将机器人设置在零位坐标上，通过测量获得测量销9的前端面中心点在机器人坐标系中的坐标值A，以坐标值A作为千分表校零的零点位置。
[0027]步骤2:在千分表支架4上，首先将“L”校零块10的端板抵于测量销9的前端面，形成图4所示的形式;再将测量销9替换安装为千分表5，利用校零块10将千分表5的顶针校准在坐标值A处，并将千分表5归零。
[0028]步骤3:按如下方式a或方式b获得机器人的标定点
[0029]方式a:如图1所示，将四个标定块7分别安装在车身夹具8中的四个不同的位置上的夹具基准孔中，以各夹具基准孔中的标定块7的上端表面中心点为标定点，利用夹具数模获得各标定点在车身夹具8的坐标系中的坐标值BI。
[0030]方式b:当遇有车身夹具8上结构复杂，使车身夹具上的夹具基准孔的位置不便于进行标定，可以采用如图2所示的标定方式，是在车身夹具8上，利用一个已知坐标的安装孔固定设置一转接底座11，在转接底座11上固定安装一标定板12;将四个标定块7分别安装在标定板12中的四个不同的位置上的标定板基准孔13中，以各标定板基准孔13中的标定块7的上端表面中心点为标定点，利用夹具数模获得各标定点在车身夹具8的坐标系中的坐标值B2。
[0031]步骤4:操作机器人I，使安装在标定杆3下端的千分表5中凸伸的顶针依次抵触各标定块7上的标定点，直至千分表5达到零位，以此获得在方式a中各标定点在机器人坐标系中的坐标值Cl，或以此获得在方式b中各标定点在机器人坐标系中的坐标值C2。
[0032]步骤5:以坐标值BI和坐标值Cl或以坐标值B2和坐标值C2确立机器人I的坐标原点与车身夹具的坐标原点之间的位置关系，利用位置关系获得机器人I的坐标原点在车身夹具8的坐标系中的坐标值，完成机器人自标定。
[0033]由于求解车身夹具坐标下的机器人坐标原点的坐标值是利用变换矩阵原理，因此本实施例中设置四个标定快，其中三个标定块用于求解变换矩阵，第四个标定块用于检验误差。
[0034]具体实施中，如图2和图3所示，标定板12是利用撑杆14支撑在转接底座11上，使标定板12处在车身夹具8的上方，以避免车身夹具8中其它构件的干扰。
[0035]具体实施中采用Trafo软件实现机器人的坐标原点在车身夹具的坐标系中的坐标值的转换，实现机器人自标定。
【主权项】
1.一种用于轻量化车身生产线的机器人自标定方法，其特征是按如下步骤进行: 步骤1:将标定杆(3)的上端通过过渡盘(2)与机器人(I)的六轴法兰固定连接，在所述标定杆(3)的下端固定安装千分表支架(4)，利用夹紧块(6)将测量销(9)固定安装在千分表支架(4)的前端，将机器人设置在零位坐标上，通过测量获得测量销(9)的前端面中心点在机器人坐标系中的坐标值A，以所述坐标值A作为千分表校零的零点位置； 步骤2:在千分表支架(4)上，将测量销(9)替换安装为千分表(5)，利用校零块(10)将千分表(5)的顶针校准在所述坐标值A处，并将千分表(5)归零； 步骤3:按如下方式a或方式b获得机器人的标定点 方式a:将四个标定块(7)分别安装在车身夹具(8)中的四个不同的位置上的夹具基准孔中，以各夹具基准孔中的标定块(7)的上端表面中心点为标定点，利用夹具数模获得各标定点在车身夹具(8)的坐标系中的坐标值BI; 方式b:在所述车身夹具(8)上，利用一个已知坐标的安装孔固定设置一转接底座(11)，在所述转接底座(I I)上固定安装一标定板(12);将四个标定块(7)分别安装在标定板(12)中的四个不同的位置上的标定板基准孔中，以各标定板基准孔中的标定块(7)的上端表面中心点为标定点，利用夹具数模获得各标定点在车身夹具(8)的坐标系中的坐标值B2; 步骤4:操作机器人(I)，使安装在标定杆(3)下端的千分表(5)中凸伸的顶针依次抵触各标定块(7)上的标定点，直至千分表(5)达到零位，以此获得在方式a中各标定点在机器人坐标系中的坐标值Cl，或以此获得在方式b中各标定点在机器人坐标系中的坐标值C2; 步骤5:以坐标值BI和坐标值Cl或以坐标值B2和坐标值C2确立机器人(I)的坐标原点与车身夹具的坐标原点之间的位置关系，利用所述位置关系获得机器人(I)的坐标原点在所述车身夹具(8)的坐标系中的坐标值，完成机器人自标定。2.根据权利要求1所述的用于轻量化车身生产线的机器人自标定方法，其特征是:所述标定板(12)是利用撑杆支撑在转接底座(11)上，使所述标定板(12)处在车身夹具(8)的上方，以避免车身夹具(8)中其它构件的干扰。
【文档编号】G01B5/004GK106017264SQ201610630631
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月3日
【发明人】刘蕾, 李文浩, 申启乡, 张鸣, 张一鸣, 吴军
【申请人】安徽巨自动化装备有限公司, 安徽巨一自动化装备有限公司