[发明专利]机器人的机械臂校准装置

说明书

本发明涉及一种机器人的机械臂校准装置，该机器人包括控制系统、由三伺服电机组成的驱动装置，和与伺服电机相连的机械臂，该机械臂校准装置还包括：附着在机械臂末端的激光器和与控制系统相连的光电传感器，及由下列步骤组成的程序：控制系统控制伺服电机做向下的同角度转动；判断激光器发出的光点是否移动；分析出导致光点移动的具体电机；驱动该伺服电机回转，直至光点回到起始位置。本发明具有更高的校准精度和速度；可大幅降低整体成本；具有同时校正机器人的三个电机的优点；具有判断是否需要校准的设置，节省了时间和能源的消耗。

技术领域

本发明涉及一种机器人的机械臂校准装置，该机器人包括控制系统、由三伺服电机组成的驱动装置，和与伺服电机相连的机械臂。

背景技术

机器人包括控制系统、驱动装置和执行机构；机器人会在控制系统发出相应的指令和信号之后，通过驱动装置来应用执行机构完成既定的工作。驱动装置一般是指电机，执行机构一般是机械臂。现有的机器人的机械臂的运动容易满足重复性的指标要求，但绝对定位精度较低，且其弊端越来越凸显，于是机械臂校准装置应运而生。

机械臂校准装置以对机械臂运行情况检测为前提，主要工作是对机器臂的运行状态跟踪记录，并将其反馈到控制系统，然后控制系统再根据具体情况实现对机械臂的调整。校准机械臂误差即对电机转动的误差进行校准，伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

文献《机器人》2011,33(03):299-302+331. 中公开了工一种工业机器人视觉测量系统的在线校准技术，机器人视觉可以通过视觉传感器获取环境的二维图像，并通过视觉处理器进行分析和解释，进而转换为符号，机器人据此辨识物体，并确定其位置。然而，在机器人校准过程中，需要运用摄像头拍摄并进行图像处理，这导致最终机械臂校准速度慢且不够精确。

《智能制造》,2018(05):43-46. 公开了一种Leica绝对激光跟踪仪在工业机器人校准及检测中的应用。Leica激光追踪仪根据机器人的几何参数信息创建 DH 参数表，进而建立机器人数字化理论模型，利用跟踪仪测量得到的位置和姿态数据进行运算优化，对齐测量坐标系与机器人坐标系，解算出工具的位置姿态偏差，得到优化后的机器人模型，实现对机器人 DH 模型（连杆参数、关节转角）以及减速比、耦合比的修正，提高工业机器人的绝对定位精度。

然而，在测量的过程中，随着激光投射距离的变化，激光反射形成的光斑会因温度变化、环境振动、空气扰动等因素发生漂移，且受到散射、衍射和其它干扰光线(自然光)的影响，加之由物体表面粗糙度的不同造成的反射特性不均匀等因素，使得最终形成的光斑往往很不规则，从而影响采集和运算的精确度。

而且由于Leica激光跟踪仪的价格昂贵，不仅需要投入较大的成本购买，还需要投入极大成本到器件保护中，可能导致机器人价格大幅上涨，超出机器人功能的价格预期。

以上是现有技术的不足之处。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种机器人的机械臂校准装置，它具有更高的校准精度和速度。

本发明的机器人的机械臂校准装置，该机器人包括控制系统、由三伺服电机组成的驱动装置，和与伺服电机相连的机械臂，其特征是该装置还包括：附着在机械臂末端的激光器和与控制系统相连的光电传感器，该装置还包括由下列步骤组成的程序：

控制系统控制伺服电机做向下的同角度转动；

判断激光器发出的光点是否移动；

分析出导致光点移动的具体电机；

驱动该伺服电机回转，直至光点回到起始位置。

所述程序还包括下述步骤：

伺服电机转轴向下达到最大角度；