[发明专利]一种用于校准机器人工作单元的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于校准机器人工作单元的方法，尤其涉及一种校准用于喷涂的机器人工作单元的方法。

背景技术

机器人工作单元包括机器人和工作台。为了建立工作轨迹，例如喷涂轨迹，需要先校准工作单元的坐标。目前，通常使用坐标测量机(Coordinate Measuring Machine)来进行校准。中国专利CN86101800公开了一种使用坐标测量仪进行测量的方法。当将坐标测量仪应用在机器人工作单元中时，其过程复杂且成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于校准机器人工作单元的简单而经济的方法。这种机器人工作单元包括机器人和工作台。一探头固定于所述机器人的工作端，一平板固定于所述工作台的旋转轴上，所述方法依次包括：

步骤1：将所述平板固定并保持水平；

步骤2：通过所述探头在所述平板上刻划来对工具中心位置进行校准；

步骤3：借助校准后的所述工具中心位置通过所述探头在所述平板上刻划来对工作台位置进行校准。探头和平板的配合可以省去复杂而昂贵的测量设备，从而降低了成本并提高了效率。

依据本发明方法的一个方面，其中步骤2包括：

步骤21：在水平面上对工具中心位置进行校准；

步骤22：在竖直面上对工具中心位置进行校准。

依据本发明方法的再一方面，其中步骤3依次包括：

步骤31：对工作台的旋转轴进行校准；

步骤32：对工作台的基准平面进行校准。

依据本发明方法的另一方面，其中步骤21依次包括：

步骤211：操纵所述机器人通过所述探头在第一参考位置对所述平板的平面刻划第一标记；

步骤212：将所述探头绕一竖直轴旋转180度，并操纵所述机器人通过所述探头在所述第一参考位置对所述平板的所述平面刻划第二标记；

步骤213：如果所述第一标记和所述第二标记在水平面上重合，则将所述第一参考位置在水平面上的坐标设为所述工具中心位置在水平面上的坐标；如果所述第一标记和所述第二标记在水平面上不重合，则计算所述第一标记和所述第二标记的中点，并将所述中点在水平面上的坐标设为所述工具中心位置在水平面上的坐标。

依据本发明方法的又一方面，其中步骤21还包括：

步骤214：依次重复步骤211、步骤212和步骤213直至所述第一标记和所述第二标记在水平面上重合。依次重复步骤211、步骤212和步骤213有利于减小测量误差。

依据本发明方法的又一方面，其中步骤22依次包括：

步骤221：操纵所述机器人通过所述探头在第二参考位置对所述平板的侧面刻划第三标记；

步骤222：将探头绕一水平轴旋转90度，并操纵所述机器人通过所述探头在所述第二参考位置对所述平板的所述侧面刻划第四标记；

步骤223：如果所述第三标记和所述第四标记在竖直面上重合，则将所述第二参考位置在竖直面上的坐标设为所述工具中心位置在竖直面上的坐标；如果所述第三标记和所述第四标记在竖直面上不重合，则将所述第四标记在竖直面上的坐标设为所述工具中心位置在竖直面上的坐标。

依据本发明方法的又一方面，其中步骤22还包括：

步骤224：如果所述第三标记和所述第四标记在竖直面上不重合，则依次重复步骤221、步骤222和步骤223直至所述第三标记和所述第四标记重合。依次重复步骤221、步骤222和步骤223有利于减小测量误差。

依据本发明方法的又一方面，其中步骤31依次包括：

步骤311：操纵所述机器人通过所述探头在第三参考位置和第四参考位置分别对所述平板的平面刻划第五标记和第六标记；

步骤312：操纵所述工作台使所述平板绕所述工作台的旋转轴旋转180度，并通过所述探头在所述第三参考位置和所述第四参考位置分别对所述平板的平面刻划第七标记和第八标记；

步骤313：计算所述第五标记和所述第七标记的中点，以及所述第六标记和所述第八标记的中点，并根据这两个中点确定所述工作台的旋转轴。

依据本发明方法的又一方面，其中步骤32依次包括：

步骤321：操纵所述机器人通过所述探头在所述平板的第五参考位置对所述平板的侧面刻划第九标记；

步骤322：通过已知的所述平板的所述第五参考位置到工作台的基准平面的距离以及第九标记，确定工作台的基准平面在工作台的所述旋转轴上的位置。

依据本发明方法的又一方面，其中在步骤1中通过调整所述工作台来使所述平板固定保持水平。