[发明专利]一种TCP精度测量及校准方法

说明书

本发明公开了一种基于Autocal TCP校准设备的TCP精度测量及校准方法，建立人机交互装置和Autocal TCP进行通讯，打破Autocal TCP校准的固化程序，通过人机交互装置编辑并发送指令控制Autocal TCP完成初始化和校准过程，本发明对Autocal TCP的初始化与校准过程进行了解析，并分析出交互代码特征与反馈代码含义，采用上位机人机交互界面作为系统主控，分别与Autocal TCP校准设备与机器人通信，在上位机统一协调校准步骤，本发明打破了Autocal TCP校准的固化程序，方便用户灵活自定义校准步骤，摆脱了限制末端工具长度的问题，扩展了适用性，经实验，可以实现TCP的自动校准，且全程稳定。

技术领域

本发明涉及工业自动化控制领域，尤其涉及一种基于人机交互界面和AutocalTCP校准设备的全自动TCP精度测量及校准方法。

背景技术

在机器人自动加工过程中，机器人工具坐标系(TCP坐标系)是一个非常重要的坐标系，所有加工位置信息都与TCP坐标有关。但是，由于使用过程中造成的工具形变或误操作导致机器人碰撞等失误，会导致TCP坐标与实际工具位置产生偏差，最终会导致所有目标位置出现偏差。因此在恢复生产前，需确保当前TCP坐标准确。

标定TCP通常使用机器人系统的标定方法，4点法测量末端工具的坐标点位置，2点法测量末端工具的方向。该方法需要人工操作执行，且在执行4点法时需人工操作机器人以四种不同的姿态将末端工具对准同一位置，精度依靠人工保证。

Dynalog公司AutoCal机器人重复性测试系统使用激光原理来采集数据，激光器安装在U型设备内，一侧发送，另一侧接收。对机器人设置一个程序，使机器人的末端执行器定时来探测U型设备中的某个点，每探测一次，记录该次测试的X/Y/Z/A/B/C坐标信息，从而测试机器人的重复定位精度，以校准机器人工具TCP。

机器人TCP的任何改变都可以通过AutoCal系统的“恢复校准”功能自动修正。在恢复生产之前，AutoCal系统要确认已修正机器人或TCP的精确度，确保稳定的品质和过程控制。AutoCal系统提供在线的机器人校准方案是直接与机器人通信，程序已固化，导致的需限制工具长度。

发明内容

本发明提供的一种基于人机交互界面和Autocal TCP校准设备的全自动TCP精度测量及校准方法，可以自定义校准步骤，摆脱了Autocal原有的在线机器人校准方案中校准步骤固定而导致的需限制工具长度。TCP校准分为两步：1、初始化。2、校准。初始化只做一次，目的是确定机器人与TCP校准设备之间的位置姿态关系。

一种基于Autocal TCP校准设备的TCP精度测量及校准方法，通过建立人机交互装置和Autocal TCP进行通讯，打破Autocal TCP校准的固化程序，通过人机交互装置编辑并发送指令控制Autocal TCP完成初始化和校准过程。

初始化过程包括：一、set0-set3，三点法；二、p1-p4四点法；三、pz横向轮廓扫描法。

校准过程包括p1-p4四点法和pz横向轮廓扫描法，两步为一个循环，一个循环结束，Autocal TCP校准设备会反馈校准是否完成的信息，若校准未完成，则再次循环；若完成，则结束。

初始化过程执行一次，然后重复执行校准过程。

在Autocal TCP校准设备上修改参数，将刀具直径，初始化过程坐标系的Z值输入。

该方法包括初始化过程上位机控制指令代码解析、初始化过程Autocal TCP校准设备反馈指令代码解析、校准过程上位机控制指令代码解析和校准过程Autocal TCP校准设备反馈指令代码解析。