[发明专利]一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置

说明书

本发明的一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，采用激光跟踪仪加专用工装夹具通过多点跟踪测量实现机器人空间位姿的解算，从而实现机器人位姿的校准。该装置包括：激光跟踪仪、跟踪仪自校设备和检测专用工装夹具；激光跟踪仪是基于角度测量和长度测量相结合的坐标测量系统，可以同时获取被测量物体的坐标信息；跟踪仪自校设备为一根长度800mm的球型标杆，主要用于在校准前对跟踪仪进行自校，以确保跟踪仪测量可靠；检测专用工装夹具提供工面的4个测量点，从而实现空间位姿的解算。

技术领域

本发明涉及一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，涉及几何量计量校准领域，具体为6轴工业机器人位姿校准。

背景技术

工业机器人是指面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。工业机器人作为先进、智能的工业化设备的代表，在社会生活的很多方面应用广泛。在中国工业机器人已广泛应用于汽车制造，机械加工业，能源采集，电子电气行业等多个领域。

机器人运动系统的定位准确度是控制生产线质量水平的关键。要做好实际操作过程中的准确度控制，就要对由机械系统静态运动准确度(几何误差、热和载荷变形误差)和机电系统高频响应的暂态特性(过渡过程)引起的准确度误差进行测试。从质量控制方面考虑，定位准确度高低直接影响如喷涂、焊接机器人的生产操作质量，工业机器人取代人力劳动进行各种重复、大量的机械劳动，必然要求机器人具有较高的运动平稳性和重复准确度，以确保不会产生过大的累积误差。因此需要对位姿准确度等运动特性指标进行测试。

本发明采用激光跟踪仪加专用工装进行工业机器人的位姿准确度的校准工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，采用激光跟踪仪加专用工装夹具通过多点跟踪测量实现机器人空间位姿的解算，从而实现机器人位姿的校准。

为了达到上述的目的，本发明提供一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，该装置包括：激光跟踪仪、跟踪仪自校设备和检测专用工装夹具；所述激光跟踪仪基于角度测量和长度测量相结合的坐标测量系统，获取被测量物体的坐标信息；所述跟踪仪自校设备在校准前对跟踪仪进行自校；所述检测专用工装夹具提供工面的4个测量点。激光跟踪仪为现场设备，需搬运组装，自校设备在每次测量前对其进行校准核查，以确保跟踪仪量值准确，使用时跟踪仪跟踪固定在机器人上的工装靶球进行测量。

上述一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，其中，所述跟踪仪自校设备为一根长度800mm的球型标杆。

上述一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，其中，所述检测专用工装夹具采用铝合金材料。

上述一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，其中，所述检测专用工装夹具整体采用镂空设计。

上述一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，其中，所述检测专用工装夹具两侧装有四个靶球底盘，每个靶球底盘等分安装3颗1mm钢珠用于靶球定位。

上述一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，其中，所述跟踪仪自校设备由1根连接杆和2个标准圆球组成。

上述一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，其中，所述连接杆长800mm，采用碳纤维制作而成。

上述一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准装置，其中，所述标准圆球采用由瓷材料制成，直径为25mm。

本发明还提供了一种基于激光跟踪仪的工业机器人位姿校准的校准方法，具体步骤包括：

步骤一、激光跟踪仪支撑在工业机器人外1至2米处，同时确保跟踪仪主机激光发射头可见扇形区域能够覆盖整个机器人运动范围，且两者之间没有遮拦物体；