[发明专利]用于机器人机械臂的一致性补偿方法

说明书

本发明公开了一种用于机器人机械臂的一致性补偿方法，基于相互配合的末端检测设备及位置测量设备实现，末端检测设备安装于机器人机械臂上且包括标定球，包括分别测定各采样点的理论坐标值及实际坐标值，并将理论坐标差值与实际坐标差值进行比较，判定二者的差是否在可容忍范围内，从而判断是否可进行进一步一致性补偿。本发明的方法可在未做标定的情况下使机器人的末端程序一致性进行改善，使其误差在一定可测范围内，属于一种对机器人进行自动标定前的准备工作。

技术领域

本发明涉及机械人技术领域，特别涉及一种用于机器人机械臂的一致性补偿方法。

背景技术

工业机器人有较高的重复定位精度，适用于搬运、点焊等对重复性要求高的场景，但是对于曲面激光切割、曲面打磨等机器人离线编程场景，不仅要求机器人有较高的重复定位精度，而且还要求机器人有较高的绝对位置精度。机器人绝对位置精度取决于运动参数，包括机器人连杆长度、零位、减速比、耦合比。因此，为使机器人具有较高的绝对位置精度，需对上述运动学参数标定。

目前，工业机器人生产企业多使用外购的激光跟踪仪，或者拉绳编码测量仪对工业机器人出厂进行标定。主要依靠人工进行编程采集数据进行计算后再将修改后的参数设置进控制设备。这种方法对批量生产机器人而言很不理想，尤其是在效率和操作方面存在人工操作效率低。

为了实现一定成本下的高效率的出厂标定，有的公司采用搭建自动标定工装，达到机器人安装到固定位置上就能和标定设备形成一定限度的误差测量关系，并完成自动标定，将参数自动备份到工业机器人控制器里实现可靠且高效的标定结果。

但是由于工业机器人生产出来进行标定前是从未进行过任何标定，机器之间的一致性很低，如一般1400mm手臂其末端最大可能达到48mm的误差。因此，直接对刚生产出来的机器人进行自动化标定很容易出现误差超出测量范围而导致撞机并毁坏测量装置的情况。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种用于机器人机械臂的一致性补偿方法，可在未做标定的情况下使机器人的末端程序一致性进行改善，使其误差在一定可测范围内，属于一种对机器人进行自动标定前的准备工作。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

用于机器人机械臂的一致性补偿方法，基于相互配合的末端检测设备及位置测量设备实现，所述末端检测设备安装于机器人机械臂上且包括标定球，其中，机器人安装在机器人坐标系T_r的原点，所述位置测量设备包括球心检测单元和移动单元，所述球心检测单元安装于移动单元上；球心检测单元包括四个激光位移传感器，四个激光位移传感器的激光束相交于检测单元坐标系L的原点O_L；所述移动单元包括三轴滑台，所述三轴滑台的任意两轴相互垂直且相交于测量设备坐标系T_u的原点；所述标定球与位置测量设备的相对位置固定，所述检测单元坐标系L与测量设备坐标系T_u的相对关系固定；

所述一致性补偿方法包括：

在三轴滑台的运动范围内任意选择两个采样点a、b；

通过位置测量设备测得采样点a在测量设备坐标系T_u下的坐标为Tua；采样点b在测量设备坐标系T_u下的坐标为Tub；标定球的球心C在测量设备坐标系T_u下的坐标为Tuo_L；

对机器人进行示教得到标定球运动到采样点a时机器人输出的球心C在机器人坐标系T_r下的实际坐标Tra；

设定标定球的球心C在检测单元坐标系L下的坐标为L_C；根据检测单元坐标系L与测量设备坐标系T_u的相对关系得出标定球运动到采样点a时球心C在测量设备坐标系T_u下的理论坐标Tura；