如果你希望机器人精准完成作业,大概率会纠结是否要对机器人进行标定。
对机器人做标定真的有必要吗?你的应用工况需要采用哪一类标定方式? 整套机器人工作站里,哪些组件需要标定?
标定在机器人领域算不上新颖的内容,却是分水岭:做好标定,工作站就能实现高精度运行;标定不到位,则无法满足生产使用要求。
RoboDK近期推出的新版本中,我们升级了机器人直线轨道标定功能,同时发布了工具中心点(TCP)标定的配套教学视频。
正好借此机会,我们来详细梳理机器人系统中所有需要标定的部件!
机器人真的需要做标定吗?
你或许会心生疑问:自己的机器人到底有没有必要做标定?
毕竟机器人出厂前,厂家理应已经完成标定了不是吗?
机器人领域中有一处关键区别必须弄明白……
机器人在设计上拥有很高的重复定位精度,但新机开箱后的绝对定位精度通常并不理想。
如果你分不清精度与重复精度的差别,可以通过下面这个例子理解:假设控制机器人在空间同一个目标位置重复标记6个点:
- 定位精度:代表这6个标记点距离预设目标点的远近程度;
- 重复精度:代表这6个标记点彼此之间的靠拢程度。
重复精度是机械机器人本体固有的设计属性;但想要让机器人具备良好的定位精度,就必须对其进行标定。
机器人标定概述
机器人标定的本质流程,就是将机器人自身坐标系与作业环境坐标系进行匹配对齐。当你发送运动指令,让完成标定的机器人前往工作空间内某一位置时,便能确保机器人精准抵达该目标点位。
标定主要分为两种基础方式:
1. 固定点位手动机器人标定——属于粗标定方案,仅限于离线编程场景时性价比很高。我们配套了教学视频,演示该基础标定的完整操作步骤。
2. 三维跟踪仪机器人标定——该标定方案需额外配套三维激光跟踪仪设备。相比手动标定,它能大幅提升机器人定位精度,但采购或租赁激光跟踪仪的成本需要纳入考量。
标定时,机器人会运动至若干指定位姿。手动标定模式下,需要人工操控机器人移动到对应点位;搭配激光跟踪仪标定时,机器人自动完成点位运动,跟踪仪同步采集机器人的精确空间位置。
标定机器人工具
除了对机器人本体进行标定外,通常还需要对末端工具开展标定。
标定操作时需将工具安装在机器人法兰末端,再执行整套标定流程。工具是机器人直接执行作业的工作端,必须根据实际工况需求保证其定位精度。
可根据工具类型与作业需求,选用适配的标定方式。
举例来说,简易上下料搬运作业无需高精度标定。无论末端工具是指形夹爪、真空吸盘还是其他类型,数毫米的位置偏差不会对作业造成影响。
与之相反,电子贴片芯片精密焊接这类精细工序,对标定精度要求极高,此时就需要采用精度更高的标定方案。
机器人工作站中其余需标定的组件
工具与机器人本体是机器人工作站中主要的标定对象。但根据现场配套设备的不同,工作站里还有其他组件也需要完成标定。
需要标定的其他部件包括:
传感器——各类传感器投入使用前均需标定,例如温度传感器、力传感器、光电传感器,每种传感器都有专属标定流程。部分传感器还需定期重新标定,以补偿传感器自身材料随时间老化、或是环境变化带来的性能偏移。
视觉传感器——视觉传感器包含多种标定流程,涵盖畸变标定、色彩标定、光照标定。通常每次机器人重启,或是现场光照、工况环境发生变动后,都需要重新执行上述标定步骤。
外部轴——变位机、机器人行走地轨等附加外部轴,标定方式与机器人本体一致。在RoboDK软件中,可使用统一的机器人标定工具完成外部轴标定。
虽然需要标定的设备类型看起来较多,但实际机器人项目中一般不会同时用到所有组件。
如何快速、简便地完成机器人标定
机器人标定并不复杂。搭配合适的工具,你就能快速、便捷地完成机器人本体及所有配套辅件的标定工作。
你可直接使用RoboDK内置的标定功能完成机器人与末端工具标定,整套流程操作简单,耗时仅约20分钟。
若使用TwinTrack这类编程标定设备,标定操作会更加简便,该设备集成了激光跟踪仪。借助同一套硬件,既能完成机器人标定,也可开展机器人离线编程!
刚接触机器人技术时,标定工作看似繁琐。但前期投入少量时间完成标定,能让机器人在对应工况下达到最优定位精度,这份付出十分值得。

