[发明专利]机器人工具偏差的修正方法、机器人控制装置及系统

说明书

本发明涉及机器人技术领域，提供一种机器人工具偏差的修正方法、机器人控制装置及系统，机器人工具偏差的修正方法包括：获取工具中心点TCP在预设的用于衡量工具偏差的参考坐标系的XY平面进行匀速圆周运动的第一运动轨迹以及在该参考坐标系的Z方向进行匀速直线运动的第二运动轨迹，以及调整工具的姿态以使该工具的长度方向与参考坐标系的Z方向完全平行；以及获取机器人执行第一运动轨迹和/或第二运动轨迹所对应产生的当前运动状态，并基于当前运动状态确定工具相对于参考坐标系的角度偏差或位置偏差，并基于角度偏差或位置偏差修正工具。本发明实施例可以在TCP发生了偏移时自动调节机器人工具。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种机器人工具偏差的修正方法、机器人控制装置及系统。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能按照预先编排的程序自动执行工作，从而将人从枯燥的流水线中解放出来。所述工业机器人可以通过在手腕末端安装工具来实现不同的作业需求，例如，可以安装一个夹爪，进行搬运、码垛作业。

如图1所示，机器人本体100(未安装工具)默认设置有两个坐标系，分别是基坐标系11(X、Y、Z)和手腕坐标系(X₀、Y₀、Z₀)，其中，基坐标系(X、Y、Z)是机器人运动的基准，其原点位于机器人一轴的中心，X轴正方向指向前方，Z轴正方向垂直于地面指向上方，而手腕101坐标系(X₀、Y₀、Z₀)是工具102的安装基准，也是工具102坐标系(X₁、Y₁、Z₁)的参考基准。

在编排程序让机器人完成指定任务时，需要设定一个工具坐标系来指示工具的作业点的位置坐标，所述工具的作业点被称为工具中心点(TCP，Tool Center Point)。在机器人处于初始状态时，所述TCP一般处于所述工具坐标系的原点。所述TCP是机器人控制程序和工具建立联系的一座桥梁，机器人的轨迹运动，本质就是所述TCP的运动。

在所述TCP发生了偏移且控制程序使用的原始TCP数据没有更新时，由于工业机器人是按照所述原始TCP数据进行作业的，所述工具的实际作业点将会偏移预定的位置，最终会造成产品的缺陷。例如，在工业机器人的弧焊作业中，焊丝的TCP为焊丝的尖端即与钢板接触的位置，在长期的生产作业中，由于焊丝的磨损、被拉拽或者与其余部件的碰撞，其TCP会发生偏移，如图2、图3所示，此时，如果设备维护人员没有及时地更新控制程序使用的原始TCP数据，继续按照原始TCP数据进行作业，将会导致弧焊作业中的焊接精度失准，进而造成产品出现质量问题。

目前，为了避免出现上述的问题，大多数工厂在获知所述工具的TCP发生了偏移后会在生产线停工时手动更新原始TCP数据，例如图4通过焊丝402来对焊板401进行焊接所示，通过设置手动调节所述焊丝402中心点TCP来实现偏差后的校准。此种方式存在以下问题：第一，会耗费较长的时间，一般在15-30分钟左右；第二，整个更新过程是否能成功取决于每个操作者的经验及手法，不同的操作者能够得到不同的修正效果；第三，在手动更新原始TCP数据时，容易发生误操作造成所述工业机器人与其余部件的碰撞，进而导致更长时间的生产停机。因此，总体来看，目前更新TCP的方法操作复杂，耗费时间长，隐形成本高，需要在生产线停工时进行，而且还有损坏设备的风险。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种机器人工具偏差的修正方法、机器人控制装置及系统，可以在所述TCP发生了偏移时自动调节所述机器人工具。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种机器人工具偏差的修正方法，所述机器人工具偏差的修正方法包括：