本發(fā)明涉及機(jī)器人標(biāo)定，具體而言，涉及一種機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化與智能制造領(lǐng)域，機(jī)器人扮演著重要的角色，其精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制與高效的工作能力是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線自動(dòng)化、提升制造精度的關(guān)鍵。機(jī)器人工具坐標(biāo)系的標(biāo)定，作為確保機(jī)器人作業(yè)精度的基石，其準(zhǔn)確性和效率對(duì)工業(yè)機(jī)器人性能的發(fā)揮具有決定性影響。

2、傳統(tǒng)的機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定方法主要依賴于人工操作，操作者需通過手眼協(xié)調(diào)，借助測(cè)量工具或參考點(diǎn)，來確定機(jī)器人末端執(zhí)行器在空間中的精確位置與方向。這種方法不僅耗時(shí)耗力，而且由于人的視覺誤差、操作誤差等因素，難以達(dá)到高精度的標(biāo)定要求，特別是在需要頻繁更換工具或在微米級(jí)精度要求的場(chǎng)合，人工標(biāo)定的局限性更加突出。隨著工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，特別是在精密裝配、高精度加工、復(fù)雜軌跡焊接等對(duì)精度有極高要求的作業(yè)中，僅僅依賴人工標(biāo)定工具坐標(biāo)系已無法滿足現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展需求。人工標(biāo)定的效率低下、精度不穩(wěn)定成為限制機(jī)器人自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率提升的瓶頸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定裝置及方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)定方式，標(biāo)定精度和標(biāo)定效率較低的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定裝置，包括：控制裝置，被構(gòu)造為與機(jī)器人通信連接；激光裝置，激光裝置包括激光發(fā)射模塊和激光接收模塊，激光發(fā)射模塊和激光接收模塊均與控制裝置通信連接，激光發(fā)射模塊被構(gòu)造為能夠形成十字型激光束，激光接收模塊能夠接收十字型激光束，形成十字型激光束的兩條第一激光束相互垂直。

3、進(jìn)一步地，激光發(fā)射模塊被構(gòu)造為還能夠形成外圍激光束，十字型激光束位于外圍激光束圍成的區(qū)域內(nèi)，激光接收模塊能夠接收外圍激光束。

4、進(jìn)一步地，外圍激光束為菱形或者正方形，外圍激光束包括四條第二激光束，十字型激光束形成菱形或正方形的對(duì)角線。

5、進(jìn)一步地，激光發(fā)射模塊包括兩個(gè)第一激光發(fā)射部，激光接收模塊包括兩個(gè)第一激光接收部，兩個(gè)第一激光發(fā)射部與兩個(gè)第一激光接收部一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，第一激光接收部用于接收對(duì)應(yīng)的第一激光發(fā)射部發(fā)出的第一激光束，兩個(gè)第一激光發(fā)射部發(fā)射的第一激光束形成十字型激光束。

6、進(jìn)一步地，激光發(fā)射模塊還包括四個(gè)第二激光發(fā)射部，激光接收模塊還包括四個(gè)第二激光接收部，四個(gè)第二激光發(fā)射部與四個(gè)第二激光接收部一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，第二激光接收部用于接收對(duì)應(yīng)的第二激光發(fā)射部發(fā)出的第二激光束，四個(gè)第二激光發(fā)射部發(fā)射的第二激光束形成外圍激光束。

7、進(jìn)一步地，激光裝置還包括四個(gè)激光組件，四個(gè)激光組件沿周向間隔排布，兩個(gè)第一激光發(fā)射部分別設(shè)置在其中兩個(gè)激光組件上，兩個(gè)第一激光接收部分別設(shè)置在其余兩個(gè)激光組件上，以形成十字型激光束，四個(gè)第二激光發(fā)射部和四個(gè)第二激光接收部設(shè)置在四個(gè)激光組件上，以形成外圍激光束。

8、進(jìn)一步地，激光組件包括弧形安裝座，弧形安裝座的兩端端面相垂直，弧形安裝座的單個(gè)端面用于安裝第二激光發(fā)射部或第二激光接收部。

9、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定方法，利用如上述的機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定裝置，標(biāo)定方法包括：s1：使機(jī)器人工具移動(dòng)直至機(jī)器人工具的末端與形成十字型激光束中的一條第一激光束接觸，進(jìn)行第一坐標(biāo)軸的位置標(biāo)定；s2：使機(jī)器人工具移動(dòng)直至機(jī)器人工具的末端與形成十字型激光束的兩條第一激光束的交點(diǎn)接觸，記錄第一標(biāo)定點(diǎn)的坐標(biāo)；s3：改變機(jī)器人工具的姿態(tài)和位置，重復(fù)上述s1和s2的操作，記錄第二標(biāo)定點(diǎn)的坐標(biāo)；s4：改變機(jī)器人工具的姿態(tài)和位置，重復(fù)上述s1和s2的操作，記錄第三標(biāo)定點(diǎn)的坐標(biāo)。

10、進(jìn)一步地，進(jìn)行第一坐標(biāo)軸的位置標(biāo)定的步驟之后包括：使機(jī)器人工具移動(dòng)直至機(jī)器人工具的末端與形成十字型激光束的另一條第一激光束接觸，進(jìn)行第二坐標(biāo)軸的位置標(biāo)定。

11、進(jìn)一步地，使機(jī)器人工具移動(dòng)直至機(jī)器人工具的末端與形成十字型激光束的兩條第一激光束的交點(diǎn)接觸的步驟包括：使機(jī)器人工具沿第二坐標(biāo)軸移動(dòng)直至機(jī)器人工具的末端與形成十字型激光束的兩條第一激光束的交點(diǎn)接觸。

12、進(jìn)一步地，使機(jī)器人工具移動(dòng)直至機(jī)器人工具的末端與形成十字型激光束的兩條第一激光束的交點(diǎn)接觸的步驟包括：使機(jī)器人工具做圓弧運(yùn)動(dòng)直至與形成十字型激光束中的另一第一條激光束接觸，以確認(rèn)形成十字型激光束的兩條第一激光束的交點(diǎn)的位置；然后，使機(jī)器人工具向形成十字型激光束的兩條第一激光束的交點(diǎn)所在位置移動(dòng)直至與形成十字型激光束的兩條第一激光束的交點(diǎn)接觸。

13、進(jìn)一步地，使機(jī)器人工具移動(dòng)直至機(jī)器人工具的末端與形成十字型激光束的兩條第一激光束的交點(diǎn)接觸的步驟包括：使機(jī)器人工具移動(dòng)直至機(jī)器人工具與形成十字型激光束的兩條第一激光束的交點(diǎn)接觸；然后使機(jī)器人工具沿豎直方向向上移動(dòng)直至機(jī)器人工具的末端離開形成十字型激光束的兩條第一激光束的交點(diǎn)；使機(jī)器人工具停止移動(dòng)，并記錄第一標(biāo)定點(diǎn)的坐標(biāo)。

14、進(jìn)一步地，控制機(jī)器人工具移動(dòng)直至機(jī)器人工具的末端與形成十字型激光束中的一條第一激光束接觸的步驟之前包括：使機(jī)器人工具移動(dòng)至外圍激光束圍成的區(qū)域內(nèi)。

15、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，設(shè)置有控制裝置和激光裝置，激光裝置包括激光發(fā)射模塊和激光接收模塊，激光發(fā)射模塊和激光接收模塊均與控制裝置通信連接，激光發(fā)射模塊被構(gòu)造為能夠形成十字型激光束，利用本技術(shù)的機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定裝置獲取標(biāo)定點(diǎn)的過程如下：激光發(fā)射模塊開啟，形成十字型激光束，激光接收模塊處于待命狀態(tài)，準(zhǔn)備接收激光信號(hào)的變化，當(dāng)機(jī)器人開始自動(dòng)化標(biāo)定流程時(shí)，在控制裝置的指令下，使機(jī)器人工具末端移動(dòng)至十字型激光束所在位置，此時(shí)，通過控制裝置，引導(dǎo)機(jī)器人工具末端向x軸或y軸所在位置移動(dòng)，標(biāo)定過程中，機(jī)器人工具末端先與作為x軸的第一激光束接觸或作為y軸的第一激光束接觸均可。假設(shè)機(jī)器人工具末端在控制裝置的控制下移動(dòng)至與作為x軸的第一激光束接觸時(shí)，說明當(dāng)前機(jī)器人工具已經(jīng)達(dá)到x軸，激光接收模塊檢測(cè)到激光信號(hào)的變化，并通過通信鏈路迅速將信號(hào)反饋給控制裝置，控制裝置接收到信號(hào)后，使得機(jī)器人完成對(duì)x軸位置的標(biāo)定，然后在控制裝置的控制下，使機(jī)器人工具末端移動(dòng)至與作為y軸的第一激光束接觸時(shí)，說明當(dāng)前機(jī)器人工具已經(jīng)達(dá)到x軸，激光接收模塊檢測(cè)到激光信號(hào)的變化，并通過通信鏈路迅速將信號(hào)反饋給控制裝置，控制裝置接收到信號(hào)后，使得機(jī)器人完成對(duì)x軸位置的標(biāo)定，然后再使得機(jī)器人工具沿x軸移動(dòng)直至機(jī)器人工具末端與兩條第一激光束的交點(diǎn)接觸，此時(shí)，說明當(dāng)前機(jī)器人工具已經(jīng)達(dá)到原點(diǎn)，激光接收模塊檢測(cè)到激光信號(hào)的變化，并通過通信鏈路迅速將信號(hào)反饋給控制裝置，控制裝置接收到信號(hào)后，控制裝置記錄下此時(shí)機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度和機(jī)器人工具末端的坐標(biāo)，作為第一標(biāo)定點(diǎn)的數(shù)據(jù)，為了獲取第二個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，機(jī)器人在控制裝置的引導(dǎo)下，改變機(jī)器人工具的姿態(tài)和位置，確保機(jī)器人工具末端與原點(diǎn)位置和姿態(tài)不同，然后重復(fù)上述過程，直到機(jī)器人工具末端再次同時(shí)觸碰到兩條第一激光束的交點(diǎn)，控制裝置記錄下此時(shí)機(jī)器人的關(guān)節(jié)角度和機(jī)器人工具末端的坐標(biāo)，作為第二個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的數(shù)據(jù)，最后，機(jī)器人再次調(diào)整機(jī)器人工具的姿態(tài)和位置，確保與前兩次的姿態(tài)和位置有差異，然后重復(fù)上述過程，獲取第三個(gè)標(biāo)定點(diǎn)。由上述可知，整個(gè)標(biāo)定過程充分利用了激光發(fā)射模塊和激光接收模塊的高精度檢測(cè)能力，結(jié)合控制裝置的智能化控制和數(shù)據(jù)處理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)標(biāo)定機(jī)器人工具坐標(biāo)系，減少了人工干預(yù)，既能夠提高標(biāo)定的精度，還能夠提高標(biāo)定的效率。