[发明专利]一种工业机器人关节零点标定结构及标定方法

说明书

本发明提出了一种工业机器人关节零点标定结构及标定方法，包括：确定需要进行标定的关节，使之处于标定状态；设置每个关节的两个相对转动的零件中的一个为销孔，另一个为销孔或定位面；在对关节开始标定时，将销钉插入到相应的销孔内，并转动对应的关节，以使得销与销接触或者销与定位面接触，记录此时的位置角度X°；转动关节至适合拔下销的姿态位置，拔出销；控制机器人转到到位置角度X°‑A°，该关节角度位置清零，完成零点标定，其中，角度A°为销与销接触或者销与定位面的接触角度与各轴理论零位角度差。本发明通过销与销或者销与定位面的单侧接触止动来时序精确定位。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别涉及一种工业机器人关节零点标定结构及标定方法。

背景技术

零点是机器人坐标系的基准，没有零点机器人就无法判断自身的位置。通常工业机器人在出厂之前均会对机器人的机械参数进行标定，给出工业机器人各连杆的DH参数及零点位置。但在特殊情况下，如编码器电池或同步带更换、超越机械极限位置、与环境发生碰撞、手动移动机器人关节等均会造成零点的丢失，在此种情况下如何简单快捷准备的找到机器人当前零点位置是机器人精确运动控制的保障。

目前，机器人的零点标定技术有以下几种：

一、贴标/刻线式。该方式把机器人两个相对转动的零件上各贴一带有刻度的标签或刻两条线。类似于游标卡尺使用，当刻度线重合时即可完成零点标定。该方法操作简单但存在标定精度较差，标签脱落或损坏后无法找回等缺点。

二、插销式或键槽式。该方式在机器人关节的两个相对转动的两个零件在设计零点位置加工一个同样尺寸的孔或槽。标定时让销或键嵌(插)入关节两个相对运动的零件的同样尺寸的孔或槽内即可完成该关节标定。该方法存在精度差、难以操作且不够安全等缺点。

三、V槽式。该方式在机器人关节的两个相对转动的零件上各加工出一个V型槽和一个圆孔。把千分表装到圆孔内，让表头跟V型槽接触，不停转动关节并读取千分表读数，最小值时即为关节零位。该方法存在操作繁琐费时且对机械结构要求较高，尺寸不够紧凑等缺点，一般用于中大型机器人标定。

四、定位面式。该方式需要在机器人的每个连杆上加工一个定位面，标定时将水平仪固定在该定位面上，然后转动机器人关节，通过水平仪的指示找到每个关节的零位。相关专利:CN201510689580.4一种六轴机器人的零点快速标定方法。该方法存在操作繁琐费时、机器人初始零位调平困难、无法独立标定单个轴等缺点。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种工业机器人关节零点标定结构及标定方法。

为了实现上述目的，本发明一方面的实施例提供一种工业机器人关节零点标定方法，包括：

步骤S1，确定需要进行标定的关节，使之处于标定状态；

步骤S2，设置每个所述关节的两个相对转动的零件中的一个为销孔，另一个为销孔或定位面；

步骤S3，在对关节开始标定时，将销钉插入到相应的销孔内，并转动对应的关节，以使得销与销接触或者销与所述定位面接触，记录此时的位置角度X°；

步骤S4，转动所述关节至适合拔下销的姿态位置，拔出销；

步骤S5，控制机器人转到到位置角度X°-A°，该关节角度位置清零，完成零点标定，其中，所述角度A°为销与销接触或者销与所述定位面的接触角度与各轴理论零位角度差。

进一步，对于一轴关节标定、二轴关节标定、三轴关节标定、四轴关节标定、五轴关节标定：两个相对转动的零件中的一个为销孔；另一个为定位面。

进一步，对于一轴关节标定、二轴关节标定、三轴关节标定、四轴关节标定、五轴关节标定：两个相对转动的零件均为销孔。