三維數(shù)字化技術(shù)應用：基于M-Track的桌面級協(xié)作機器人校準

來源：思看科技

導讀：機器人與云計算,、大數(shù)據(jù),、人工智能,、物聯(lián)網(wǎng)等新興科技相結(jié)合,，創(chuàng)新性地構(gòu)建了智能制造系統(tǒng),，實現(xiàn)工業(yè)制造精益化,、柔性化,、智能化生產(chǎn)，大幅提高智能制造水平和生產(chǎn)效益,。隨著機器人技術(shù)的快速發(fā)展和應用領(lǐng)域的不斷拓展,，借助先進的三維數(shù)字化手段對機器人進行校準，以保證機器人的高性能,、高質(zhì)量和高可靠性則顯得格外重要,。

關(guān)于機器人校準
機器人設(shè)備在正式交付前，需要經(jīng)過嚴格的校準以確保其精準度和性能符合要求,。同時,，機器人運行的過程中，由于各種因素的影響,，機器人的位姿可能會發(fā)生偏差,，如果不及時進行校準，會導致機器人在執(zhí)行任務(wù)時的不準確性和工作質(zhì)量下降,，因此需要定期進行校準,，以確保其穩(wěn)定、可靠地執(zhí)行復雜任務(wù),。

機器人校準是提高機器人精度的過程,，包括關(guān)節(jié)角度校準、運動學校準和非運動學校準,。      
1 關(guān)節(jié)角度校準：機器人的關(guān)節(jié)角度校準是補償機器人關(guān)節(jié)的位置和角度,，使其與預期的運動一致。通過關(guān)節(jié)角度校準可以提高機器人的精度和重復性,。
2 運動學標定：涉及整個機器人的幾何標定,，包括角度偏移和關(guān)節(jié)長度。
3非運動學校準：對幾何默認值以外的誤差進行建模，例如剛度,、關(guān)節(jié)柔度和摩擦力。

思看科技M-Track智能機器人路徑規(guī)劃和引導系統(tǒng)可用于準確獲取機器人的位置和姿態(tài),，輔助工程師計算關(guān)鍵的參數(shù),，如耦合比、減速比,、軸向偏差及連桿長度,、轉(zhuǎn)角等數(shù)值。本次案例我們來看看如何使用M-Track保障協(xié)作機器人的精度,。

項目背景
深圳市眾為創(chuàng)造科技有限公司（UFACTORY）,，是全球領(lǐng)先的消費級機器人系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)商，成立于2013年,，在機器人底層算法,、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng),、機械臂關(guān)節(jié)設(shè)計,、機械臂外觀設(shè)計等方面有著深入研究和多年的積累，產(chǎn)品廣泛應用于教育和研究,、無人零售,、自動檢測等領(lǐng)域。

客戶需求
精度校準是眾為創(chuàng)造機器人交付前的關(guān)鍵步驟,，傳統(tǒng)的方法只能在單一維度上調(diào)整協(xié)作機器人的姿態(tài)精度,，不僅效率低下，還容易出現(xiàn)誤差和變化,，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性,。

客戶需要借助3D掃描儀捕捉若干個位置和姿態(tài)下的機器人末端目標坐標系（TCP）的實際位置，根據(jù)與理論點的偏差值,，在系統(tǒng)內(nèi)補償修正機器人的參數(shù),，從而提高機器人的位置精度。

傳統(tǒng)測量方法：
1 拉線法：該方法只能補償單個維度,，精度低(可達3-5mm),，穩(wěn)定性差。
2 常用的激光跟蹤儀：成本較高,。

解決方案
解決方案：M-Track機器人路徑智能規(guī)劃引導系統(tǒng)
方案由3D跟蹤系統(tǒng)i-Tracker和M-Track軟件組成,。客戶使用i-Tracker和M-Track軟件獲取協(xié)作機器人刀具中心點(TCP)的6D位姿,。

1 創(chuàng)建背景點模型：使用 i-Tracker 識別背景點,，并創(chuàng)建正確的大地基準坐標系。

2 創(chuàng)建目標模型：在軟件中創(chuàng)建機器人末端模型和末端工具坐標系。

3 跟蹤目標點并輸出坐標：調(diào)用API自動記錄并輸出目標點的實際坐標值,。

4 補償修正運動機器人運動參數(shù)：將實際坐標點與理論坐標點輸入補償軟件,，自動得到補償值，用于修正機器人的運動參數(shù),。

方案優(yōu)勢

1 精度保證：i-Tracker跟蹤系統(tǒng)采用雙目立體視覺技術(shù),，可以精準獲取TCP的6D位姿。當跟蹤范圍為10.4m3時,，精度可達0.049mm,；跟蹤范圍為28.6m3時，精度可達0.067mm,；跟蹤范圍為49.0m3時,，精度可達0.089mm，有效減少了機器人的位姿誤差,，提高產(chǎn)品精度,。

2 實時校準：M-Track將捕捉到的位姿數(shù)據(jù)與目標數(shù)據(jù)進行比較，可以輔助工程師快速驗證和調(diào)整協(xié)作機器人的參數(shù)并糾正其偏差,，進一步保證機器人精準執(zhí)行任務(wù),。

3 高效智能：相較于傳統(tǒng)校準方式，M-Track大大節(jié)省了時間和人力成本,，縮短了設(shè)備停機和維護時間,，為機器人生產(chǎn)制造提供了更高效、智能化的校準方案,。
M-Track智能路徑規(guī)劃與引導系統(tǒng)以其高精度,、便捷性、智能化的特征高效完整地完成了機器人校準工作,，充分保障機器人性能穩(wěn)定可靠,。機器人校準是促進生產(chǎn)線智能化升級和提高生產(chǎn)線效率的重要環(huán)節(jié)，思看科技三維數(shù)字化技術(shù)的應用為機器人的控制精度和穩(wěn)定性提供了更加高效,、智能化的可能,，進一步提高生產(chǎn)線的整體效率和質(zhì)量水平，促進智能智造行業(yè)的快速發(fā)展,。