基于上位机的工业机器人磨头工具坐标系自动标定技术研究

将工业机器人自动标定引入制造领域,能够在需要更换执行工具时实现快速标定,提高效率。针对目前工业机器人工具坐标系需要人工操作示教器进行标定的情况,设计了一种基于上位机的机器人磨头工具坐标系自动标定系统。该系统通过上位机软件实现对FANUC M20iA/20M工业机器人磨头工具坐标系的自动标定,包括工具中心点位置标定和工具中心点姿态标定,降低了示教器的介入,减少了标定时间。工具中心点位置标定通过四点标定法求解末端连杆坐标系位姿数据,应用最小二乘法求解磨头工具坐标系位置,采用四元数表示法降低计算量;工具中心点姿态标定保持工具坐标系位姿不变,记录不同标定点的末端连杆坐标系数据,并设计关节运动控制模块、设置坐标系模块和位姿标定线性移动模块。上位机通过Socket与机器人通信联动,发送控制指令,实现自动标定过程控制。仿真与实验结果表明,所设计标定系统能够对磨头工具坐标系实现自动高精度标定,标定精度±0.3 mm,满足实际加工需求,为后续的工业机器人磨抛加工应用奠定了基础。

一种基于工具坐标系的机械臂关节结构参数几何标定方法

常规的机械臂关节结构参数几何标定方法以运动约束为主,空间点对点的距离误差相对较大,影响几何标定效果。因此,设计一种基于工具坐标系的机械臂关节结构参数几何标定方法。辨识机械臂关节结构参数标定测量姿态,从姿态库中随机选取出若干个标定位姿作为初始位姿,通过变换位姿的方式得到结构参数几何标定位姿组。基于工具坐标系标定关节结构参数几何位姿,根据结构参数几何标定位姿建立工具坐标系,并将机械臂关节的基坐标系作为工具坐标系的参考坐标系,避免关节结构参数几何标定误差,实现机械臂关节结构参数精准标定。采用对比实验验证该方法的标定效果,实验结果表明,该方法的标定值与理想值差距较小,且实际位置与目标位置之间的差距较小,说明其标定效果较好,能够应用于实际生活中。

焊接机器人工具坐标系标定的研究与实现

采用六点标定法对工具坐标系进行标定.首先标定工具参数的位置向量,其次标定工具坐标系的姿态矩阵,其中工具中心点位置标定采用线性最小二乘法的矩阵形式进行求解,工具坐标系姿态采用向量和矩阵的基本运算进行求解.针对RB_1400六自由度焊接机器人,基于开放式软件平台CODESYS开发了工具坐标系标定算法模块和焊枪位姿变换模块,最后以此为基础移动机器人对准基准点,测试分别绕x、y、z轴旋转检查TCP点的位置是否符合要求.结果表明:该方法确实可行,并且可以适用于其他类型机器人的工具坐标系标定.

一种机器人工具坐标系标定方法

提出了一种算法简便、切实有效的机器人工具坐标系标定方法。该方法基于机器人的运动学推导过程,在没有借助额外的测量工具的条件下,对工具坐标系相对于机器人末端坐标系的位置进行辨识,在得到工具坐标系相对位置的基础上,对机器人的工具端的姿态进行辨识。本方法仅采用了线性最小二乘算法,算法简便容易实现。最后使用MATLAB和Virtual Robot Simulator对本文所提算法进行了仿真实验,结果证明该方法切实可行,完全可以应用到实际的工作环境中,缩减离线工作时间,提高自动化水平。

机器人工具坐标系的快速标定方法

为了解决机器人工具坐标系标定时标定精度不高、效率较低的问题,提出一种基于激光跟踪仪的工具坐标系快速标定方法。首先,分析机器人末端法兰盘的结构,根据法兰盘上各点的相对位置关系,利用激光跟踪仪及几何法原理进行工具坐标系的位置标定;其次,控制机器人沿工具坐标系的X轴和Z轴方向分别运动,根据工具坐标系和法兰末端坐标系的相对位姿关系进行工具坐标系姿态标定;最后,利用基于距离约束的工具坐标系标定方法和本文提出的几何法标定结果进行精度对比分析。实验结果表明几何法进行工具坐标系后机器人定位精度能达到0.692 mm,与距离约束法的工具坐标系标定精度相当;同时几何法不需要机器人运动,只需测量机器人末端的6个点就能实现工具坐标系的位置标定,且机器人末端更换新的工具后只需测量一个点就能实现新工具的位置标定。实验表明,几何法标定实验过程为3 min,而距离约束法实验过程为8 min,标定效率提高了62.5%,说明该方法具有高效率和高精度的特点,能够满足高精度任务作业的实际需要。

基于奇异值分解的机器人工具坐标系标定

机器人通过在末端安装不同的操作工具来完成各种作业任务,而工具参数的准确度直接影响着机器人操作精度,因此研究一种准确、快速的工具坐标系标定方法具有重要的意义。该文提出一种称为三点五步法的机器人工具坐标系标定方法,并基于矩阵的奇异值分解理论对该标定方法进行了严密的数学推理,证明该标定方法理论上的可行性。采用该算法进行工具坐标系标定具有操作简单、标定精度高、可靠性强和算法易于程序实现的特点。

机器人工具坐标系标定算法研究

机器人工具坐标系标定就是确定工具坐标系相对于末端连杆坐标系的变换矩阵。研究了一种机器人工具坐标系标定算法。其中工具中心点(TCP)位置标定采用最小二乘法进行拟合;工具坐标系(TCF)姿态标定采用坐标变换进行计算。

一种基于工具坐标系的机器人运动学参数标定方法

机器人末端执行器位姿误差在基础坐标系中表示时,误差模型中包含姿态误差与位置矢量的乘积项,影响了参数标定识别精度。以工具坐标系为参考系,给出一种基于指数积公式包含关节约束条件的机器人位姿误差标定模型,避免了姿态误差与位置矢量的乘积项对参数标定识别精度的影响。以UR5机器人为标定对象,采用LeciaAT960-MR激光跟踪仪为测量设备,进行参数标定试验。试验结果表明,经参数标定后UR5机器人位置误差模和姿态误差模的平均值分别减小了91.07%和89.16%。

机器人工具坐标系自动校准

为了实现工业现场中对机器人工具坐标系进行快速高效地校准,同时提升坐标系的校准精度,提出了一种机器人工具坐标系快速校准方法,搭建了校准系统和实验平台。对校准系统的校准测量速度和精度进行了测量和研究。该校准方法使机器人按照预定圆周和直线的轨迹进行运动,运动时统计该系统在光电传感器中出现的时刻,得到工具坐标系偏斜的位置。本文分析了光电传感器由于装配工艺的原因无法形成直角坐标系而引起的误差,同时根据坐标系转换原理,对此项误差进行分析。最后实验结果表明:机器人工具坐标系的校准精度为±0.5mm,恢复时间为15s。该结果满足汽车生产线对于精度和效率的要求,能够快速有效地对机器人工具坐标系进行校准。

喷印机器人工具坐标系标定

提出一种利用激光跟踪仪标定机器人工具坐标系的方法。利用激光跟踪仪确定机器人的基坐标系,将机器人基坐标系与激光跟踪仪的测量坐标系统一。通过机器人运动学方程获得机器人末端连杆坐标系相对基坐标系的变换关系,利用激光跟踪仪测量拟合得到机器人工具坐标系,利用坐标变换初步确定机器人工具参数。通过机器人单轴旋转运动对工具坐标系原点进行修正,最终确定工具参数。最后通过机器人重定位运动对误差进行计算。实验结果表明,修正后x,y,z坐标的RMS(root mean square,均方根)误差分别为0.127 1,0.141 3和0.117 4mm,精度是修正前的2.5倍。

六关节工业机器人工具坐标系的标定

工业机器人工具坐标系标定功能是实现机器人方便操作使用的重要功能。为实现该功能,本文采用快速标定的五点法,并结合奇异值(SVD)分解的数学处理方法的计算,确定机器人工具末端坐标系相对于机器人连杆端部的坐标系的齐次变换矩阵,标定原理简洁、清晰,编程实现方便。由Matlab仿真和测试验证表明,算法较好地解决了工业机器人的工具坐标系标定问题。

基于激光跟踪仪的机器人工具坐标系标定

机器人工具坐标系标定是实现工具精确定位的关键技术之一，是机器人操作工具之前的必要步骤。本文提出一种基于激光跟踪仪对工具坐标系位姿进行标定的方法，工具中心点（TCP）位置采用基于距离约束的方法，实现对机器人工具坐标系的位置进行标定，工具坐标系（TCF）姿态采用矩阵转换的方法实现；在基于最小二乘原理的基础上，对所采集到的数据编程实现，并对标定精度进行分析。结果表明，该方法标定工具坐标系的精度满足实际要求。

基于最小二乘的工具坐标系标定方法

机器人工具坐标系标定的好坏直接决定机器人工作的可靠性和准确度,准确地标定机器人工具坐标系,能有效提高机器人完成任务的效率,满足实际需要。基于最小二乘原理,将位置和姿态分开标定,操作机器人使工具末端以四种不同的姿态到达同一个位置,根据示教器上的读数解算得到工具坐标系的位置;使机器人工具末端分别沿基坐标系的X轴和Z轴正方向运动,解算得到工具坐标系相对于法兰末端坐标系的姿态。最后通过MATLAB进行仿真验证,得到工具末端的位置误差在0.1mm以内,说明该方法具有较高的精度。

基于工具坐标标定改进的工业机器人零点位置自整定方法

在工业机器人应用过程中更换工具时需要重新标定工具坐标,一般情况下工具坐标通过固定点约束的3点法进行标定,此方式在机器人本身零点位置不准确的情况下往往会得到一个较差的结果。基于3点法中定点约束的原理,提出一种改进的工业机器人零点位置自整定方法,对出厂标定过的六自由度串联机器人,修改其零点位置与工具坐标的标准值产生给定误差,基于空间内一个固定点的约束关系,在已知机器人连杆参数的情况下建立机器人坐标变换模型,取21组机器人关节角与笛卡尔坐标数据作为辨识条件参数,机器人工具坐标与零点位置的偏差作为未知数据,通过最小二乘迭代算法计算出工具坐标与零点位置的偏差数据。将实验对象的整定结果和给定的误差参数进行对比,整定结果基本与给定误差一致,并通过比较自整定前后示教器上的位置显示值之间的误差值,证明了校准算法的可行性。

工业机器人工具坐标及方向的标定方法

在机器人得到高度发展与广泛应用的今天,工业机器人已开始应用于各种工艺中。针对工业市场中的工艺缺陷以及传统工具方向标定方法的不足,提出一种改进方法来准确标定出夹具的工具方向,实现机器人精准的执行绕杆旋转动作,解决了机器人抓取直杆并旋转90°的精确度低的工艺问题,大大地减小了误差,实验结果证实该方法有效。

工业机器人中工具坐标系与工件坐标系的应用

本文根据工业机器人坐标系原理,讨论了工具坐标系标定和工件坐标系的标定,并对工具坐标系与大地坐标系的应用进行了对比和工件坐标系三种应用环境作以说明,使得在工业生产环境中怎样合适的去转换坐标系变得更加方便。

基于FANUC机器人的工具坐标校准

阐述了在FANUC机器人使用环境下,进行工具校准的一种实现方法,以及提出了满足课题要求的软硬件解决方案。经过现场实际运行,满足了生产实际需要,该方案是一种方便高效的机器人工具坐标校准方案。

工业机器人工具坐标系建立的教学策略浅谈

文章介绍了在RobotStudio平台上布置教学任务:在ABB工业机器人上创建工具坐标系,通过多种手段,层层推进,突破教学重难点;通过信息化平台Robot studio设计任务,将其应用于点焊工作站进行仿真实践练习。从而循序渐进培养学生自主学习和实际解决问题的能力,实现熟练掌握操作ABB工业机器人技术最为基础的技能之一——建立工具坐标系。

基于新时达SD500机器人工具坐标系标定方法研究

本文对新时达SD500机器人的工具坐标系标定方法进行了研究。首先介绍了机器人的各个坐标系,机器人坐标系的标定分为工具标定和工件标定,然后具体分析了机器人的工具标定,即机器人TCP位置标定和工具坐标系姿态标定,工具标定完成后对标定结果进行了检验,最终完成了机器人工具坐标系的标定。

以激光飞行焊为例浅析机器人虚拟工具的坐标系设定和校准方法

对比了激光飞行焊和传统接触式焊接区别,提出了一种激光飞行焊机器人工具坐标系设定方法,可以节省仿真建模时间和工装开发成本。机器人虚拟工具的校准方法与实体工具有所不同,在机器人传统实体工具校准方法的基础上开发了适用于此类工具的校准方法。该方法能够节省焊缝批量偏移时的工艺调试时间,快速解决序列化生产中常见的工具偏移问题,在汽车制造领域具有广泛的应用前景。