工业机器人工具坐标校准装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工业机器人工具坐标校准装置和方法，通过在工具上固定可随工具一同运动的校准磁场生成装置，并通过检测装置检测工具运动时校准磁场的强度，通过控制工具依次从不同的坐标轴方向移动到校准磁场检测值最大的位置，由此，可以自动完成工具坐标校准中的示教，进而可以基于自动示教记录的工业机器人移动参数来进行工具坐标校准。本发明专利技术实施例的装置和方法可以提高校准的效率和精度。

【技术实现步骤摘要】
工业机器人工具坐标校准装置和方法
本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种工业机器人工具坐标校准装置和方法。
技术介绍
工业机器人是工业自动化系统中重要的部件之一。通常，需要在工业机器人的机器臂上安装执行具体的制造任务的工具(或称执行器)来进行制造。由于工业机器人工具直接与加工的对象物体相接触，工业机器人末端工具的坐标精度与最终运行的效果高度相关，因此需要提高工业机器人末端工具的坐标精度。通常，将工具端部相对于工业机器人末端坐标系的坐标的校准或标定称为对工具坐标校准。在实际应用中，工具以及夹具的微小变化都会使得工业机器人的工具坐标不准确，而工具末端中心点位置的误差将影响到机器人工具的位置及姿态，从而导致应用过程中运动的偏差，致使具有高精度需求的工业机器人应用无法顺利完成。为了校准工具坐标，通常需要通过人工将工具的末端移动到一个由例如圆锥体尖端标识的位置(这一过程通常被称为“示教”)。由此使得工业机器人的控制器能够计算获得工具末端的坐标，以实现对于工具坐标的校准。然而，进行人工示教的过程耗时长，且精度得不到保证。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种工业机器人工具坐标校准装置和方法，以自动的方式来进行工具坐标校准中的示教，提高校准效率和校准精度。第一方面，提供一种工业机器人工具坐标校准装置，包括：校准磁场产生装置，用于固定在所述工业机器人的工具上，产生校准磁场；检测装置，用于在预定位置沿三个不同坐标轴方向检测所述校准磁场的强度；以及控制装置，与所述检测装置和所述工业机器人连接，用于控制所述工业机器人依次沿三个不同坐标轴方向移动到沿对应坐标轴运动时校准磁场检测值最大的位置，并控制所述工业机器人获取对应的移动参数，基于所述移动参数校准工具坐标。优选地，所述检测装置包括：基座；感应线圈；转动部件，用于将所述感应线圈固定于所述基座，并使得所述感应线圈能相对于所述基座在两个转动自由度范围转动。优选地，所述转动部件包括：第一转动关节，与所述基座连接，能以第一转动自由度转动；第二转动关节，与所述感应线圈的外框连接，能以第二转动自由度转动；支撑部件，设置于所述第一转动关节和所述第二转动关节之间。优选地，所述校准磁场产生装置包括：磁体部件，用于产生所述校准磁场；固定部件，用于将所述磁体部件与所述工业机器人的工具固定连接。优选地，所述固定部件适于调节所述磁体部件相对于所述工具的位置。优选地，所述控制装置用于控制所述工业机器人沿第一坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，并控制工业机器人移动到检测装置在第一坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第一坐标轴方向的移动参数；所述控制装置用于控制所述工业机器人以当前位置为起点沿第二坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，控制工业机器人移动到检测装置在第二坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第二坐标轴方向的移动参数；所述控制装置用于控制所述工业机器人以当前位置为起点沿第三坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，控制工业机器人移动到检测装置在第三坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第三坐标轴方向的移动参数。优选地，所述检测装置包括：基座；感应线圈；转动部件，用于将所述感应线圈固定于所述基座，并根据所述控制装置控制使得所述感应线圈相对于所述基座在两个转动自由度范围转动；所述控制装置还用于在控制所述工业机器人沿坐标轴方向往复运动前，控制所述转动部件转动以使得所述感应线圈的轴向与对应的坐标轴方向平行。优选地，所述控制装置用于重复多次控制所述工业机器人依次沿三个不同坐标轴方向移动到沿对应坐标轴运动时校准磁场检测值最大的位置，并控制工业机器人多组移动参数，并基于获取的多组移动参数进行工具坐标校准。第二方面，提供一种工业机器人工具坐标校准方法，包括：在所述工业机器人的工具上设置校准磁场产生装置，以产生随工具运动的校准磁场，并在预定位置设置检测装置以检测所述校准磁场；控制所述工业机器人依次沿三个不同坐标轴方向移动到沿对应坐标轴运动时校准磁场检测值最大的位置，并获取工业机器人的移动参数，基于所述工业机器人移动参数校准工具坐标。优选地，控制所述工业机器人依次沿三个不同坐标轴方向移动到沿对应坐标轴运动时校准磁场检测值最大的位置，并获取工业机器人的移动参数包括：控制所述工业机器人沿第一坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，控制工业机器人移动到检测装置在第一坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第一坐标轴方向的移动参数；控制所述工业机器人以当前位置为起点沿第二坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，控制工业机器人移动到检测装置在第二坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第二坐标轴方向的移动参数；控制所述工业机器人以当前位置为起点沿第三坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，控制工业机器人移动到检测装置在第三坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第三坐标轴方向的移动参数。优选地，控制所述工业机器人依次沿三个不同坐标轴方向移动到沿对应坐标轴运动时校准磁场检测值最大的位置，并获取工业机器人的移动参数，基于所述工业机器人移动参数校准工具坐标包括：重复多次控制所述工业机器人依次沿三个不同坐标轴方向移动到沿对应坐标轴运动时校准磁场检测值最大的位置，以获取工业机器人的多组移动参数，并基于获取的多组移动参数进行工具坐标校准。通过在工具上固定可随工具一同运动的校准磁场生成装置，并通过检测装置检测工具运动时校准磁场的强度，通过控制工具依次从不同的坐标轴方向移动到校准磁场检测值最大的位置(也即，最靠近检测装置的位置)，由此，可以自动完成工具坐标校准中的示教，进而可以基于自动示教记录的工业机器人移动参数来进行工具坐标校准。本专利技术实施例的装置和方法可以提高校准的效率和精度。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例的工业机器人工具坐标校准装置的框图；图2是本专利技术实施例的工业机器人工具坐标校准装置的示意图；图3是本专利技术实施例的检测装置的示意图；图4是本专利技术实施例的检测装置获取的磁场强度检测值的曲线图；图5是本专利技术实施例的工业机器人工具坐标校准方法的流程图；图6是本专利技术实施例的工业机器人工具坐标校准方法中控制步骤的流程图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业机器人工具坐标校准装置，包括：校准磁场产生装置，用于固定在所述工业机器人的工具上，产生校准磁场；检测装置，用于在预定位置沿三个不同坐标轴方向检测所述校准磁场的强度；以及控制装置，与所述检测装置和所述工业机器人连接，用于控制所述工业机器人依次沿三个不同坐标轴方向移动到沿对应坐标轴运动时校准磁场检测值最大的位置，并控制所述工业机器人获取对应的移动参数，基于所述移动参数校准工具坐标。

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人工具坐标校准装置，包括：校准磁场产生装置，用于固定在所述工业机器人的工具上，产生校准磁场；检测装置，用于在预定位置沿三个不同坐标轴方向检测所述校准磁场的强度；以及控制装置，与所述检测装置和所述工业机器人连接，用于控制所述工业机器人依次沿三个不同坐标轴方向移动到沿对应坐标轴运动时校准磁场检测值最大的位置，并控制所述工业机器人获取对应的移动参数，基于所述移动参数校准工具坐标。2.根据权利要求1所述的工业机器人工具坐标校准装置，其特征在于，所述检测装置包括：基座；感应线圈；转动部件，用于将所述感应线圈固定于所述基座，并使得所述感应线圈能相对于所述基座在两个转动自由度范围转动。3.根据权利要求2所述的工业机器人工具坐标校准装置，其特征在于，所述转动部件包括：第一转动关节，与所述基座连接，能以第一转动自由度转动；第二转动关节，与所述感应线圈的外框连接，能以第二转动自由度转动；支撑部件，设置于所述第一转动关节和所述第二转动关节之间。4.根据权利要求1所述的工业机器人工具坐标校准装置，其特征在于，所述校准磁场产生装置包括：磁体部件，用于产生所述校准磁场；固定部件，用于将所述磁体部件与所述工业机器人的工具固定连接。5.根据权利要求4所述的工业机器人工具坐标校准装置，其特征在于，所述固定部件适于调节所述磁体部件相对于所述工具的位置。6.根据权利要求1所述的工业机器人工具坐标校准装置，其特征在于，所述控制装置用于控制所述工业机器人沿第一坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，并控制工业机器人移动到检测装置在第一坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第一坐标轴方向的移动参数；所述控制装置用于控制所述工业机器人以当前位置为起点沿第二坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，控制工业机器人移动到检测装置在第二坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第二坐标轴方向的移动参数；所述控制装置用于控制所述工业机器人以当前位置为起点沿第三坐标轴方向往复运动，并接收检测装置获取的校准磁场的检测值，控制工业机器人移动到检测装置在第三坐标轴的最大检测值的对应位置，记录所述工业机器人沿第三坐标轴方向的移动参数。7.根据权利要求6所述的工业机器人工具坐标校准装置，其特征在于，所述检测装置包括：基座；感应线圈；转动部件，用于将所述感应线圈固定于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王业率，周磊，赵天光，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44