机械臂工件的非接触式标定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种机械臂工件的非接触式标定装置，包括：以姿态可调节的方式安装于所述机械臂上的三个激光笔，三个激光笔发出的激光束相交于一点从而形成激光交汇点，通过调节所述激光笔的姿态可使得所述激光交汇点位于所述工具的下方；安装于所述机械臂上的摄像机，所述摄像机朝着所述工具的末端及所述激光交汇点设置，通过所述摄像机拍摄所述工具的末端及所述激光交汇点得到视频数据，从而利用所述视频数据和所述激光交汇点可于工件表面标定出标定坐标系，进而转换得到工件坐标系。本实用新型专利技术的利用激光交汇点代替机械臂末端工具，解决机械臂末端工具不能直接接触地面或工件的问题。且标定方法操作简单，标定结果精度高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
机械臂工件的非接触式标定装置


[0001]本技术涉及工业机器人标定的
，特指一种机械臂工件的非接触式标定装置。

技术介绍

[0002]机器人自技术以来，经过多年的发展，其技术取得许多重大的成就，机器人精度的标定问题是其中不可或缺的一部分，目前许多机器人虽然具有较高的重复定位精度，但它们的绝对定位精度相对来说却不高，这就使其成为了限制机器人行业发展的瓶颈之一。为了提高机器人的绝对定位精度，机器人标定技术应运而生。
[0003]国内外的学者对机器人标定技术从建模、测量方法等方面进行了广泛深入的研究，其中机械臂工件坐标系标定对于机器人实际应用有着很实际的作用。工业机器人的工件坐标系标定有许多种方法，如常见的三点标定法，即用机械臂末端工具中心点去依次触碰地面上三个点，并分别记录下来。但在有些应用中，末端工具不能直接触碰地面以免发生损坏末端工具的情况。因此，不能直接标定机器人的工件坐标系，这就产生了很多利用不同测量手段及工具对机械臂工件坐标系进行标定的方法，如利用校准物体进行标定，利用多个机器人握手操作进行标定等，上述方法都需要安装相应末端器或者使用多个机器人，操作较为复杂；利用校准物体进行标定，对物体本身有很高要求，精度有待考察。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种机械臂工件的非接触式标定装置，解决现有的三点标定法无法应用于机械臂末端工具不能直接触碰地面的情况、多机器人标定存在的操作复杂和校准物体标定的精度有待考察等的问题。
[0005]实现上述目的的技术方案是：
[0006]本技术提供了一种机械臂工件的非接触式标定装置，所述机械臂的末端安装有工具，所述标定装置包括：
[0007]以姿态可调节的方式安装于所述机械臂上的三个激光笔，三个激光笔发出的激光束相交于一点从而形成激光交汇点，通过调节所述激光笔的姿态可使得所述激光交汇点位于所述工具的下方；以及
[0008]安装于所述机械臂上的摄像机，所述摄像机朝着所述工具的末端及所述激光交汇点设置，通过所述摄像机拍摄所述工具的末端及所述激光交汇点得到视频数据，从而利用所述视频数据和所述激光交汇点可于工件表面标定出标定坐标系，进而转换得到工件坐标系。
[0009]本技术的标定装置借助激光束的高精度及非接触的标定的优点，利用激光束的激光交汇点代替机械臂末端工具，解决机械臂末端工具不能直接接触地面或工件的问题，进而通过激光交汇点利用三点法标定出标定坐标系，由于激光交汇点位于工具的下方，根据激光交汇点与工具的距离能够对标定坐标系进行转换以得出工具坐标系。在整个标定
过程中，摄像机对工具的末端及激光交汇点进行全程拍摄记录，能够实现远程观察标定过程。本技术的标定装置操作简单，对机器人操作要求低，标定方法不涉及机器人内部编码器读数和关节角数值，避免了人为操作误差和机器人本身误差带来的标定精度影响，同时利用激光测量精度高的优点，标定结果精度高。
[0010]本技术机械臂工件的非接触式标定装置的进一步改进在于，还包括一激光笔固定块，所述激光笔固定块呈倾斜状的安装于所述机械臂上；
[0011]三个激光笔安装于所述激光笔固定块上。
[0012]本技术机械臂工件的非接触式标定装置的进一步改进在于，还包括激光笔支架和激光笔固定架；
[0013]所述激光笔支架安装于所述机械臂上且所述激光笔支架与所述机械臂的安装面相垂直，所述激光笔支架上设有第一弧形调节槽和位于所述第一弧形调节槽下方的第一连接孔；
[0014]所述激光笔固定架通过穿过所述第一弧形调节槽和所述第一连接孔的紧固件连接在所述激光笔支架上，且所述激光笔固定架与所述激光笔支架相垂直，所述激光笔固定架上设有第二弧形调节槽和位于所述第二弧形调节槽下方的第二连接孔；
[0015]所述激光笔固定块置于所述激光笔固定架上，通过穿过所述第二弧形调节槽和所述第二连接孔的连接件连接在所述激光笔固定架上；
[0016]通过沿所述第一弧形调节槽调节对应的紧固件的位置，可使得所述激光笔固定架绕着穿过所述第一连接孔的紧固件进行转动调节，进而带着所述激光笔固定块进行转动调节，从而实现调节所述激光交汇点位于所述工具所在平面上并设于所述工具的末端的下方；
[0017]通过沿所述第二弧形调节槽调节对应的连接件的位置，使得所述激光笔固定块绕着穿过所述第二连接孔的连接件进行转动调节，从而实现调节所述激光交汇点位于所述工具的轴线上。
[0018]本技术机械臂工件的非接触式标定装置的进一步改进在于，所述激光笔支架包括相对设置两个纵向板和连接在两个纵向板顶部的水平板，所述水平板连接在所述机械臂上；
[0019]所述第一弧形调节槽和所述第一连接孔设于所述纵向板上；
[0020]所述激光笔固定架置于两个纵向板之间，且所述紧固件贯穿两个纵向板及所述激光笔固定架以实现紧固连接。
[0021]本技术机械臂工件的非接触式标定装置的进一步改进在于，所述激光笔固定架包括位于上部的固定部和位于下部的连接部，所述连接部和所述固定部相平行设置且在不同的平面内，所述连接部和所述固定部之间垂直连接有连接段；
[0022]所述固定部与所述激光笔支架连接，所述连接部与所述激光笔固定块连接。
[0023]本技术机械臂工件的非接触式标定装置的进一步改进在于，还包括呈L型的安装支架，包括相互垂直连接的第一安装部和第二安装部，所述第一安装部呈水平状设置，所述第二安装部呈竖向状设置；
[0024]所述激光笔支架安装于所述第一安装部上；
[0025]所述第二安装部安装于所述机械臂上，且所述摄像机可转动的安装在所述第二安
装部上。
[0026]本技术机械臂工件的非接触式标定装置的进一步改进在于，还包括摄像机支架和摄像机固定架；
[0027]所述摄像机通过所述摄像机支架和所述摄像机固定架安装在所述第二安装部上；
[0028]所述摄像机支架可在竖向面内进行转动调节；
[0029]所述摄像机固定架可在纵向面内进行转动调节；
[0030]通过所述摄像机支架和所述摄像机固定架的转动调节可实现调节所述摄像机的视角范围。
[0031]本技术机械臂工件的非接触式标定装置的进一步改进在于，所述摄像机呈倾斜状的且可转动调节的安装在所述机械臂上，通过转动调节所述摄像机以使得所述摄像机的视角范围覆盖所述工具的末端及所述激光交汇点。
[0032]本技术机械臂工件的非接触式标定装置的进一步改进在于，所述激光笔固定块上设有安装槽；
[0033]所述激光笔置于对应的安装槽内。
附图说明
[0034]图1为本技术机械臂工件的非接触式标定装置安装于机械臂的结构示意图。
[0035]图2为本技术机械臂工件的非接触式标定装置省去摄像机后的放大示意图。
[0036]图3为本技术机械臂工件的非接触式标定装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械臂工件的非接触式标定装置，所述机械臂的末端安装有工具，其特征在于，所述标定装置包括：以姿态可调节的方式安装于所述机械臂上的三个激光笔，三个激光笔发出的激光束相交于一点从而形成激光交汇点，通过调节所述激光笔的姿态可使得所述激光交汇点位于所述工具的下方；以及安装于所述机械臂上的摄像机，所述摄像机朝着所述工具的末端及所述激光交汇点设置，通过所述摄像机拍摄所述工具的末端及所述激光交汇点得到视频数据，从而利用所述视频数据和所述激光交汇点可于工件表面标定出标定坐标系，进而转换得到工件坐标系。2.如权利要求1所述的机械臂工件的非接触式标定装置，其特征在于，还包括一激光笔固定块，所述激光笔固定块呈倾斜状的安装于所述机械臂上；三个激光笔安装于所述激光笔固定块上。3.如权利要求2所述的机械臂工件的非接触式标定装置，其特征在于，还包括激光笔支架和激光笔固定架；所述激光笔支架安装于所述机械臂上且所述激光笔支架与所述机械臂的安装面相垂直，所述激光笔支架上设有第一弧形调节槽和位于所述第一弧形调节槽下方的第一连接孔；所述激光笔固定架通过穿过所述第一弧形调节槽和所述第一连接孔的紧固件连接在所述激光笔支架上，且所述激光笔固定架与所述激光笔支架相垂直，所述激光笔固定架上设有第二弧形调节槽和位于所述第二弧形调节槽下方的第二连接孔；所述激光笔固定块置于所述激光笔固定架上，通过穿过所述第二弧形调节槽和所述第二连接孔的连接件连接在所述激光笔固定架上；通过沿所述第一弧形调节槽调节对应的紧固件的位置，可使得所述激光笔固定架绕着穿过所述第一连接孔的紧固件进行转动调节，进而带着所述激光笔固定块进行转动调节，从而实现调节所述激光交汇点位于所述工具所在平面上并设于所述工具的末端的下方；通过沿所述第二弧形调节槽调节对应的连接件的位置，使得所述激光笔固定块绕着穿过所述第二连接孔的连接件进行转动调节，从而实现调节所述激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨燕，韩立芳，白洁，葛杰，黄青隆，岳承涛，叶华清，彭江涛，宋韬，王进，连春明，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：新型
国别省市：