四軸運動平臺的執(zhí)行器更換后的軌跡補償方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種四軸運動平臺的執(zhí)行器更換后的軌跡補償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]示教是機器人學習的過程，在這個過程中，操作者要手把手教會機器人做某些動作，然后由機器人的控制系統(tǒng)以程序的形式將示教的動作記憶下來。機器人按照示教時記憶下來的程序展現(xiàn)這些動作。以焊接機器人為例，焊接時機器人是按照事先編輯好的程序運動的，這個程序一般是由操作人員按照焊縫形狀示教機器人并記錄運動軌跡而形成的。
[0003]示教任務的工作量大，耗時較長，而且一般需要專業(yè)人員進行操作。在自動化機器設備的技術(shù)領域中，運動平臺的執(zhí)行器的尖端位置坐標是十分重要的，例如點膠機的點膠頭、點焊機的點焊頭等等。一旦執(zhí)行器尖端的坐標發(fā)生偏差，整個流水工作的軌跡將發(fā)生偏移。但是，執(zhí)行器往往又是整個設備中使用最頻繁的部件，容易損壞，因此，經(jīng)常需要更換。更換后，由于運動平臺的執(zhí)行器的尖端位置發(fā)生改變，需要重新示教。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:為了克服四軸運動平臺的執(zhí)行器更換后必須重新示教任務的不足，本發(fā)明提供一種四軸運動平臺的執(zhí)行器更換后的軌跡補償方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種四軸運動平臺的執(zhí)行器更換后的軌跡補償方法，所述四軸分別為X軸、Y軸、Z軸和U軸，X軸、Y軸和Z軸兩兩相互垂直，U軸為旋轉(zhuǎn)軸，繞Z軸旋轉(zhuǎn)且與X軸和Y軸所在的平面平行，包括以下步驟:
[0006](I)記錄初始坐標:由四軸運動平臺驅(qū)動執(zhí)行器移動到一校準器之上，并使執(zhí)行器尖端接觸到校準器，得到更換前執(zhí)行器與校準器的相對位置以及此時的初始坐標；
[0007](2)更換執(zhí)行器，初始坐標補償:更換執(zhí)行器后，以四軸運動平臺的坐標將更換后的執(zhí)行器移動到與初始坐標相同的X軸、Y軸和U軸坐標位置，然后使執(zhí)行器尖端接觸到同一校準器，得到更換后執(zhí)行器與校準器的相對位置；通過更換前和更換后的執(zhí)行器與校準器的相對位置計算偏移量進行坐標補償。
[0008]步驟(I)中，具體方法為:
[0009]a、使用示教器使執(zhí)行器移動到一校準器之上，調(diào)整執(zhí)行器的X軸和Y軸坐標，使執(zhí)行器的尖端在校準器的有效測試范圍內(nèi)；
[0010]b、調(diào)整執(zhí)行器的Z軸坐標，使執(zhí)行器的尖端剛好接觸到校準器的上表面，記錄此時四軸運動機構(gòu)的初始坐標(Xs，Ys，Zs，Us)；
[0011]C、由執(zhí)行器的尖端在校準器的上表面上點一個點A，執(zhí)行器沿U軸旋轉(zhuǎn)180°后再由執(zhí)行器的尖端在校準器的上表面上點一個點B，得到AB兩點之間的距離民及AB兩點的連線與任一參考線之間的角度as。
[0012]步驟⑵中，具體方法為:
[0013]a、更換執(zhí)行器后，由四軸運動平臺驅(qū)動更換后的執(zhí)行器移動，為了防止執(zhí)行器因高度不合適撞到玻璃片，使四軸運動機構(gòu)移動到坐標(Xs，Ys，0，Us)，執(zhí)行器移動到步驟(I)的校準器之上；
[0014]b、調(diào)整執(zhí)行器的Z軸坐標，使執(zhí)行器的尖端剛好接觸到校準器的上表面，得到Z軸坐標(Zn)；
[0015]C、由執(zhí)行器的尖端在校準器的上表面上點一個點A’，執(zhí)行器沿U軸旋轉(zhuǎn)180°后再由執(zhí)行器的尖端在校準器的上表面上點一個點B’，得到A’ B’兩點之間的距離&及A’ B’兩點的連線與步驟(I)同一參考線之間的角度αΝ;
[0016]d、計算偏移量:
[0017]兩個執(zhí)行器相對于U軸的偏心量為AR = Rs-Rn,兩個執(zhí)行器之間的角度偏差Λ α=a g- α N,相對于U軸的尚度偏差ΔΖ = ZS_ZN；
[0018]坐標補償:第j個點(X」，Yj, Zj, Uj)補償后的坐標為(Xj+Δχ」，Yj+Ayj,Zj- Δ Z, Uj+ Δ α ) 0
[0019]步驟(I)和步驟(2)之間，具有示教生成任務數(shù)據(jù)的步驟。
[0020]示教生成任務數(shù)據(jù)的步驟包括編制任務并保存工作任務。
[0021]為了保護校準器，以及能夠多次重復使用，校準器上蓋設有一玻璃片，點Α、Β、Α’和B’位于玻璃片上。
[0022]所述校準器內(nèi)設有相機，通過相機得出AB兩點之間的距離及角度(Rs，as)和/或A’ B’兩點之間的距離及角度(Rn，α Ν)。
[0023]執(zhí)行器的Z軸坐標通過手動調(diào)整。
[0024]本發(fā)明的四軸運動平臺自帶有運動空間的坐標系，本發(fā)明的各個坐標值均是基于該坐標系得到的坐標值。
[0025]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的四軸運動平臺的執(zhí)行器更換后的軌跡補償方法，可以在更換執(zhí)行器之后，執(zhí)行器的尖端位置有變化，自動將原來作業(yè)軌跡任務中的坐標補償變換，運動機構(gòu)無需重新示教任務就能實現(xiàn)與原執(zhí)行器相同的運動軌跡。
【附圖說明】
[0026]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0027]圖1是步驟(I)中初始坐標標定的機構(gòu)運動效果圖。
[0028]圖2是步驟(2)中更換執(zhí)行器后坐標標定的機構(gòu)運動效果圖。
[0029]圖3是本發(fā)明中執(zhí)行器尖端在步驟(I)和步驟(2)標定的合成效果圖。
[0030]圖中1、執(zhí)行器，1-1、尖端，2、校準器，3、U軸中心線。
【具體實施方式】
[0031]現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構(gòu)成。
[0032]一種四軸運動平臺的執(zhí)行器更換后的軌跡補償方法，所述四軸分別為X軸、Y軸、Z軸和U軸，X軸、Y軸和Z軸兩兩相互垂直，U軸為旋轉(zhuǎn)軸，繞Z軸旋轉(zhuǎn)且與X軸和Y軸所在的平面平行，包括以下步驟:
[0033](I)記錄初始坐標:由四軸運動平臺驅(qū)動執(zhí)行器移動到一校準器之上，并使執(zhí)行器尖端接觸到校準器，得到更換前執(zhí)行器與校準器的相對位置以及此時的初始坐標；具體步驟如下:
[0034]a、使用示教器使執(zhí)行器移動到一校準器之上，調(diào)整執(zhí)行器的X軸和Y軸坐標，使執(zhí)行器的尖端在校準器的有效測試范圍內(nèi)；為了保護校準器，以及能夠多次重復使用，校準器上蓋設有一玻璃片；
[0035]b、手動調(diào)整執(zhí)行器的Z軸坐標，使執(zhí)行器的尖端剛好接觸到校準器的玻璃片，記錄此時四軸運動機構(gòu)的初始坐標(Xs，Ys，Zs，Us)；
[0036]c、如圖1所示，由執(zhí)行器的尖端在校準器的玻璃片上點一個點A，執(zhí)行器沿U軸旋轉(zhuǎn)180°后再由執(zhí)行器的尖端在校準器的玻璃片上點一個點B，得到AB兩點之間的距離Rs及AB兩點的連線與任一參考線之間的角度as。
[0037](2)更換執(zhí)行器，初始坐標補