一種機(jī)器人與機(jī)床坐標(biāo)關(guān)系的標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人的研究領(lǐng)域，特別涉及一種機(jī)器人與機(jī)床坐標(biāo)關(guān)系的標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]六軸工業(yè)機(jī)器人一般用在機(jī)床的上下料時(shí)，絕大多數(shù)都是采用人工示教的方法。即通過(guò)示教人員肉眼觀(guān)察的方式設(shè)定機(jī)器人的行走軌跡，但是，在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，示教機(jī)器人具有如下的缺點(diǎn):
[0003](I)示教的精度難以保證，尤其是示教環(huán)境較差時(shí)；
[0004](2)示教的可行性難以保證，尤其是對(duì)于機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，示教技術(shù)人員無(wú)法直觀(guān)看到工作環(huán)境的時(shí)候，根本無(wú)法完成示教工作；
[0005](3)在復(fù)雜環(huán)境下，要得到一個(gè)較好的示教效果耗時(shí)久。
[0006]由于以上的缺點(diǎn)，示教水平和環(huán)境直接影戲機(jī)器人的應(yīng)用效果，當(dāng)上下料機(jī)器人與機(jī)床工作位置間的位姿關(guān)系沒(méi)有得到有效確定時(shí)，尤其是卡盤(pán)的旋轉(zhuǎn)中心與機(jī)器人上料直線(xiàn)軌跡沒(méi)能重合時(shí)，在機(jī)器人針對(duì)機(jī)床上下料的過(guò)程中，不僅會(huì)對(duì)機(jī)床卡盤(pán)和機(jī)器人的末端執(zhí)行夾具造成變形和損壞，同時(shí)，更會(huì)對(duì)工件自身帶來(lái)刮傷或損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的為提供一種機(jī)器人與機(jī)床坐標(biāo)關(guān)系的標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，能較好的克服上述的缺點(diǎn)及不足，該通過(guò)測(cè)距工具修正機(jī)器人的位姿，該測(cè)量方法操作簡(jiǎn)單，效率高，能有效提高機(jī)器人的示教精度，最大程度上保護(hù)機(jī)床卡盤(pán)、機(jī)器人和工件。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]本發(fā)明提供一種機(jī)器人與機(jī)床坐標(biāo)關(guān)系的標(biāo)定裝置，包括機(jī)床(1)、卡盤(pán)(2)、標(biāo)準(zhǔn)塊(3)、測(cè)量單元以及上下料機(jī)器人(5);所述機(jī)床用于對(duì)應(yīng)工件的機(jī)加工，所述卡盤(pán)用于夾持工件，所述測(cè)量單元用于機(jī)器人相對(duì)于機(jī)床的四個(gè)自由度的檢測(cè)，所述標(biāo)準(zhǔn)塊(3)用于輔助檢測(cè);所述上下料機(jī)器人(5)用于實(shí)現(xiàn)工件的上下料執(zhí)行動(dòng)作，所述測(cè)量單元包括兩個(gè)相互垂直安裝的第一測(cè)距工具(4)、第二測(cè)距工具(7)以及工具安裝座(6)，整個(gè)測(cè)量單元安裝在上下料機(jī)器人(5)的末端；當(dāng)機(jī)床(I)上的卡盤(pán)(2)夾持住標(biāo)準(zhǔn)塊(3)后，所述上下料機(jī)器人(5)夾持著測(cè)量單元逼近標(biāo)準(zhǔn)塊(3)，通過(guò)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)塊(3)上的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與機(jī)床位姿關(guān)系的標(biāo)定。
[0010]作為優(yōu)選的，所述標(biāo)準(zhǔn)塊(3)包括大軸和小軸，小軸設(shè)置在大軸的一個(gè)端面上，所述小軸為圓柱體，所述大軸包括兩個(gè)相切的標(biāo)準(zhǔn)面以及一個(gè)連接兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面的弧形面。
[0011]作為優(yōu)選的，標(biāo)準(zhǔn)塊(3)由機(jī)床(I)上的卡盤(pán)(2)夾持，夾持位置為標(biāo)準(zhǔn)塊(3)的小軸，標(biāo)準(zhǔn)塊(3)的大軸有兩個(gè)相切的標(biāo)準(zhǔn)面，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面分別由對(duì)應(yīng)的測(cè)距工具進(jìn)行檢測(cè)。
[0012]作為優(yōu)選的，所述上下料機(jī)器人(5)為六軸機(jī)器人。
[0013]作為優(yōu)選的，所述第一測(cè)距工具(4)和第二測(cè)距工具(7)為通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)測(cè)距功能的測(cè)距工具。
[0014]本發(fā)明還提供一種機(jī)器人與機(jī)床坐標(biāo)關(guān)系的標(biāo)定方法，包括下述步驟:
[0015]第一步，卡盤(pán)(2)夾持住標(biāo)準(zhǔn)塊(3)保持零位不動(dòng)，裝有測(cè)量單元的上下料機(jī)器人
(5)靠近標(biāo)準(zhǔn)塊(3)，當(dāng)?shù)谝粶y(cè)距工具(4)位于標(biāo)準(zhǔn)塊(3)大軸的上方時(shí)，上下料機(jī)器人(5)沿Z軸向下逼近標(biāo)準(zhǔn)塊(3)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面，當(dāng)?shù)谝粶y(cè)距工具(4)顯示距離為某一指定值時(shí)即保持不變，記錄下上下料機(jī)器人(5)位置;上下料機(jī)器人(5)再沿著標(biāo)準(zhǔn)塊(3)的方向往卡盤(pán)靠近，移動(dòng)一段距離后，打開(kāi)第一測(cè)距工具(4)檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)面的距離，并相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)面調(diào)整機(jī)器人位姿，當(dāng)?shù)谝粶y(cè)距工具(4)顯示為預(yù)先設(shè)定的指定值時(shí)，保持機(jī)器人位置不變并記錄下該位置，通過(guò)兩個(gè)點(diǎn)的測(cè)量，確定上下料機(jī)器人繞Y軸的位姿；
[0016]第二步，上下料機(jī)器人(5)從機(jī)床外側(cè)靠近標(biāo)準(zhǔn)塊(3)，并在該步驟內(nèi)時(shí)刻保持上下料機(jī)器人(5)不會(huì)繞著Y軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝粶y(cè)距工具(4)位于標(biāo)準(zhǔn)塊(3)大軸的前方時(shí)，上下料機(jī)器人(5)向內(nèi)逼近標(biāo)準(zhǔn)塊(3)的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面，當(dāng)?shù)诙y(cè)距工具(7)顯示距離為某一指定值時(shí)即保持不變，記錄下上下料機(jī)器人(5)位置，上下料機(jī)器人(5)再沿著標(biāo)準(zhǔn)塊(3)的方向往卡盤(pán)靠近，移動(dòng)一段距離后，打開(kāi)第二測(cè)距工具(7)檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)面的距離，并相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)面調(diào)整機(jī)器人位置，當(dāng)?shù)谝粶y(cè)距工具(4)顯示為預(yù)先設(shè)定的指定值時(shí)，保持機(jī)器人位置不變并記錄下該位置，通過(guò)這兩個(gè)點(diǎn)的測(cè)量，確定機(jī)器人繞Z軸的位姿；
[0017]第三步，構(gòu)造基坐標(biāo)系，標(biāo)準(zhǔn)塊前端切面的法向與xOz平面的夾角為α，標(biāo)準(zhǔn)塊上端切面的法向與xOy平面的夾角為β，由以上標(biāo)定過(guò)程，得到α = β = 0。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0019](I)本發(fā)明的一種機(jī)器人與機(jī)床坐標(biāo)關(guān)系的標(biāo)定裝置維護(hù)方便，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0020](2)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的上下料機(jī)器人與機(jī)床位姿關(guān)系標(biāo)定可以有效提高機(jī)器人的示教精度及工作精度。
[0021](3)本發(fā)明的方法可以有效的完成機(jī)器人與機(jī)床間的標(biāo)定任務(wù)，操作簡(jiǎn)單，效率快。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023I圖2是本發(fā)明機(jī)床構(gòu)成示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)塊的三維結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖4是坐標(biāo)關(guān)系不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0027]實(shí)施例
[0028]如圖1、圖2、圖3所示，本實(shí)施例一種機(jī)器人與機(jī)床坐標(biāo)關(guān)系的標(biāo)定裝置，包括機(jī)床1、卡盤(pán)2、標(biāo)準(zhǔn)塊3、測(cè)量單元以及上下料機(jī)器人5;所述機(jī)床用于對(duì)應(yīng)工件的機(jī)加工，所述卡盤(pán)用于夾持工件，所述測(cè)量單元用于機(jī)器人相對(duì)于機(jī)床的四個(gè)自由度的檢測(cè)，所述標(biāo)準(zhǔn)塊3用于輔助檢測(cè);所述上下料機(jī)器人5用于實(shí)現(xiàn)工件的上下料執(zhí)行動(dòng)作，所述測(cè)量單元包括兩個(gè)相互垂直安裝的第一測(cè)距工具4、第二測(cè)距工具7以及工具安裝座6，整個(gè)測(cè)量單元安裝在上下料機(jī)器人5的末端；當(dāng)機(jī)床1上的卡盤(pán)2夾持住標(biāo)準(zhǔn)塊3后，上下料機(jī)器人5夾持著測(cè)量單元逼近標(biāo)準(zhǔn)塊3，通過(guò)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)塊3上的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)面，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與機(jī)床位姿關(guān)系的標(biāo)定。
[0029]標(biāo)準(zhǔn)塊3由機(jī)床1上的卡盤(pán)2夾持，夾持位置