[发明专利]一种应用于工业机器人的TCP在线快速标定方法及装置

权利要求书

1.一种应用于工业机器人的TCP在线快速标定装置，其特征在于包括控制柜、TCP标定装置、工业机器人、末端工具和控制总线，所述控制柜通过控制总线分别连接TCP标定装置和工业机器人，末端工具安装在工业机器人上；所述TCP标定装置包括TCP检测装置、标定控制器和安装底座，TCP检测装置通过安装底座固定安装在工业机器人的一侧，测量平面与工业机器人基坐标系的XOY平面平行；

所述TCP检测装置包括装置上盖、装置本体、精度检验开关以及四组对射式光电传感器，所述精度检验开关设置于装置本体上表面，所述装置本体为纵向镂空正方形的长方体，四组对射式光电传感器分别设置于装置本体内侧面的纵向中线上，对射式光电传感器的激光射线相互垂直且在同一水平面。

2.根据权利要求1所述的一种应用于工业机器人的TCP在线快速标定装置，其特征在于所述标定控制器包括装置外壳、微控制器单元、显示单元、按键单元、状态指示灯和通信接口，所述标定控制器获取精度检验开关的输出信号以及四组对射式光电传感器的通断信号，通过连接通信接口的控制总线与控制柜进行数据通信，并通过显示单元、状态指示灯反馈工作信息。

3.如权利要求1所述的一种应用于工业机器人的TCP在线快速标定装置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、保持工业机器人末端工具垂直于基坐标系的XOY平面，通过人工示教方法实现工业机器人末端工具与TCP检测装置的精度检测开关对准，记录工业机器人法兰的空间位姿数据；

S2、工业机器人连续工作一段时间后，工业机器人根据初始人工示教的空间位姿数据检测当前工业机器人的TCP点是否偏移较大，若无法满足生产要求，则进入标定程序；

S3、标定程序：标定控制器通过控制柜控制工业机器人的末端工具以初始姿态在TCP检测装置中做正方形轨迹的标定运动；在运动过程中，标定控制器的微控制器单元监测TCP检测装置内的四组对射式光电传感器通断状态，根据该通断信号的时间点，读取并存储工业机器人在该时间点的法兰空间位姿数据，利用以上存储的空间位姿数据计算工业机器人末端工具在X轴与Y轴方向上的位置偏差以及角度偏差，并实现TCP的误差补偿；

S4、重复步骤S3的操作，通过标定结果的迭代，降低TCP标定误差；

S5、控制末端工具在基坐标系的Z轴方向上做匀速直线运动，以确定工业机器人TCP在Z轴方向上位置偏差，补偿TCP的误差；

S6、重复步骤S5的操作，通过标定结果的迭代，降低TCP标定误差。