[发明专利]工业机器人的在线校准方法，执行该方法的系统和包括该校准系统的工业机器人

摘要

本发明设计工业机器人(1)的在线校准的方法。机器人(1)包括固定基座部分(2)和多个链节机器人臂(3)。链节(4)分别相互连接并且通过铰接接头(5)连接至机器人(1)的基座部分(2)。机器人臂(3)的末端受动器(6)可以在三维工作空间内相对基座部分(2)移动至任意期望方位。这个想法为将末端受动器(6)移动至预先限定的校准方位并且对于那个方位确定机器人(1)的特征参数。特征参数与对于那个校准方位的先前取得对应参数值进行比较。当前方位的特征参数和先前取得的参数之间的差用于纠正机器人(1)的运动模型并且在机器人(1)的正常操作期间加强远端(6)的移动的准确度。通过迭代闭环控制过程，末端受动器(6)确切移动至校准方位，其中固定地连接至末端受动器(6)的光源(7)发射影响关于机器人基座(2)固定地位置的至少一个光学位置传感器(12)。通过迭代过程，移动末端受动器(6)使得在传感器(12)上的实际光学位置(20)移动至与预先限定校准方位对应的预先限定的位置(20’)。

主权项

工业机器人(1)的在线校准方法，机器人(1)包括固定基座部分(2)和多链节机器人臂(3)，链节(4)通过铰接接头(5)分别相互连接并且连接至所述机器人(1)的基座部分(2)，其中机器人臂(3)的远端(6)能够在三维空间内关于所述基座部分(2)移动至在下文被称为方位的任意期望位置和定向，其特征在于：通过刚性连接至所述机器人臂(3)的远端(6)的至少一个光源(7)生成至少三束光线，至少一个光学位置传感器(12)适用于在二维平面中确定影响所述传感器的光线的位置，所述传感器位于关于机器人的基座部分(2)的固定方位，使得在所述机器人臂(3)的远端(6)的预先限定校准方位中，由至少一个光源(7)生成的光线中的至少一些影响所述传感器(12)或影响所述传感器(12)中的至少一个，通过来自机器人控制器(1a)的控制信号驱动机器人臂(3)的远端(6)至预先限定校准方位，其中所生成的光线的至少一些在特定位置(20)中影响所述传感器(12)或影响所述传感器(12)中的至少一个，确定使所生成的光线影响所述传感器(12)或影响所述传感器(12)中的至少一个的位置(20)，通过迭代闭环控制过程驱动所述机器人(1)，使得影响所述传感器(12)或影响所述传感器(12)中的至少一个的光线的位置(20)移动至先前限定的位置(20’)，先前限定的位置(20’)表征在所述机器人(1)的先前状态中机器人臂(3)的远端(6)的校准方位，当影响所述传感器(12)或影响所述传感器(12)中的至少一个的光线达到先前限定的位置(20’)时，确定所述机器人臂(3)的特征参数，所述特征参数在机器人控制器(1a)中明确地表征所述机器人臂(3)的远端(6)的方位，对于这些预先限定的位置(20’)，将所确定的特征参数与所述机器人臂(3)的对应的先前限定的特征参数进行比较，所述机器人臂(3)的先前限定的特征参数限定在先前状态中所述机器人(1)的运动模型，所确定的特征参数和对应的先前限定的特征参数之间的差用于更新所述机器人(1)的运动模型，以及所述机器人(1)的已更新的运动模型适用于在所述机器人(1)的常规操作期间用来将所述机器人臂(3)的远端(6)的初始方位纠正到更准确的方位，所述初始方位是在机器人(1)的常规操作期间由所述机器人控制器(1a)所发出的控制信号导致的，所述更准确的方位考虑在所述机器人(1)的常规操作期间发生的所述机器人臂(3)的不准确性。