新時達機器人的新老用戶們，又到了新一期機器人課堂，本期我們將為您深入解讀新時達機器人的“零點功能”，助力您更高效地使用設備。本期內(nèi)容分為三個重點部分：

　　? 零點信息包含哪些關鍵內(nèi)容?

　　? 新時達機器人的出廠零位究竟在哪里?

　　? 丟零后，如何快速高效地處理?

　　學點“新”的，現(xiàn)在開始吧!

　　零點信息的關鍵內(nèi)容

　　零點是影響工業(yè)機器人精度的關鍵因素之一。如果機器人的零點信息出現(xiàn)錯誤，不僅會導致定位精度大幅下降，還可能使機器人無法正常工作。

　　我們首先需要明確零點信息的具體構(gòu)成。工業(yè)機器人的各關節(jié)軸(包括附加軸)的位置信息是由編碼器反饋的，同時結(jié)合各關節(jié)減速機的減速比，共同構(gòu)成了機器人的零點信息。其中，編碼器分為增量編碼器和絕對編碼器。在工業(yè)機器人的實際應用中，多數(shù)采用絕對編碼器，新時達機器人也是如此。此外，減速機作為固定硬件，在實際生產(chǎn)中幾乎不會發(fā)生變化，因此其減速比可以視為一個穩(wěn)定的參考值。

　　機器人的零點信息中，需要用到的編碼器參數(shù)有編碼器位數(shù)、單圈信息、多圈信息。編碼器位數(shù)越高，精度越高，分辨率越高。目前使用編碼器位數(shù)多數(shù)為 20 位。20位編碼器分辨率為 1048576(2的20次方)，精度為0.000343度(360/1048576)，換算到機器人精度需要除以對應減速機的減速比參數(shù)。單圈信息用于描述當前電機位置(20 位編碼器讀數(shù)范圍為 0~1048576)，多圈信息用于描述電機轉(zhuǎn)了多少圈。單圈信息是一個物理讀數(shù)，電機未更換的情況下不易丟失，而多圈信息需要編碼器電源供電保持，在實際使用中比較容易丟失。

　　出廠零位

　　新時達機器人每臺本體出廠前都會通過標定儀器和自研算法計算出該本體各關節(jié)的精確零位和減速比，并將信息保存至控制器中，以便于后期現(xiàn)場恢復和參考。所以現(xiàn)場的新機不需要重新標零位。

　　標定儀器

　　精確零點會在各關節(jié)軸的零位刻度線附近(不一定嚴格對齊，因為零位刻度線是機械的理論零位線，通常標定的實際零位和理論零位差距在1°以內(nèi))，零位刻度線一般形式有孔、刻度板等。

　　零位刻度線示意圖

　　零點恢復

　　那么現(xiàn)場如果發(fā)生零點丟失或零位不準，該如何處理呢?新時達控制器提供有相對回零(零點微調(diào))、絕對回零、零點備份/恢復、多點標定這4種處理零點恢復和精度的方法，每一種方法都有適用的零點丟失原因以及不同的恢復精度，零點恢復功能在示教器菜單STEP>參數(shù)配置>回零設置中，密碼為登錄密碼。

　　零點設置功能界面

　　下面分別介紹不同的零點設置方式及其適用情況。

　　相對回零

　　相對回零是指當編碼器的單圈信息未丟失、多圈信息丟失情況下的一種精確回零方法，該方法只修改編碼器的多圈值，可以將關節(jié)零位恢復到出廠精度。

　　常見于長時間未開機、電池沒電，或者電池線纜、編碼器接頭線纜有松動異常的情況，伴隨開機后示教器報錯“電池斷開”、“某些軸沒有參考”等錯誤，此時可以手搖機器人關節(jié)軸與零位刻度線盡量對齊，然后用相對回零+零點微調(diào)功能，精確的找到多圈值(具體操作方法參考操作軟件說明書，下同)。

　　如果首次找到的多圈值不準確，那么再次將機器人運動到關節(jié)零位后，會與關節(jié)軸的零位刻度線差異明顯(或者運動到生產(chǎn)中的某個工作參考點)，以速比100的關節(jié)軸為列，多圈值差1個單位，零位時的角度偏差將達到360°/100=3.6°。這時候可以再用零點微調(diào)，一個單位一個單位的修改多圈值，再次來驗證修正的多圈值是否準確，一般兩次就可以找到精確的多圈值從而找到出廠零點。

　　Tips：電池沒電是非常常見的一種零點丟失原因，電壓偏低時，開機會報錯，但這時零點并未真正丟失，清錯后可正常運行，但也應及時更換新電池。更換電池可以在機器人上電情況下更換，保證零位不丟。

　　絕對回零

　　絕對回零是指編碼器的單圈值和多圈值都被修改的一種回零方法，多適用于自定義關節(jié)零位、更換電機或傳動件等。

　　自定義關節(jié)零位多發(fā)生在調(diào)試時，為了讓機器人的世界坐標系XOY方向和工件方向保持一致，可以手動修改機器人的1軸的絕對零位。工業(yè)機器人的1軸零位和6軸(或者是末端軸)零位不影響機器人的絕對定位精度。

　　如果是更換電機或傳動件，盡可能在更換前記錄各關節(jié)軸的角度，這樣更換后絕對回零到記錄角度，能保證出廠的零位精度。如果無法記錄當前關節(jié)軸角度，更換后當前軸就只能靠零位刻度線絕對回零。但是更換硬件一般不會所有軸都一起更換，其他軸的角度應記錄并恢復。

　　Tips：

　　1. 絕對回零也是最后的一種回零方式，其他方法都找不回精確零位時使用。

　　2. 當現(xiàn)場應用需要機器人6軸(或者末端軸)大范圍旋轉(zhuǎn)，且對旋轉(zhuǎn)精度要求很高，當前機器人滿足不了時，可以在示教器上直接二次修正6軸(或者是末端軸)的減速比，以360°為單位進行旋轉(zhuǎn)驗證。

　　零點恢復

　　零點恢復，顧名思義是用已備份在控制器中的零位信息找回精確零點的一種方式。適用于軟件自身故障導致的丟零，如編碼器計數(shù)錯誤、編碼器多圈錯誤等，以及驅(qū)動器故障需要更換、控制器故障且備份過控制器等情況，操作簡單，可在機器人任意位姿下進行一鍵備份/恢復。

　　在回零設置>零點備份中，可以查看/保存當前零點信息，查看/恢復控制器中的零點信息，方便對比多圈值和單圈值是否一一匹配，這也是用相對回零前，檢查單圈值是否丟失的一種直接方法。每臺機器人出廠前會備份零點信息，如果現(xiàn)場使用過程中更改過零位且確認無誤后，也應到這里備份/保存零點。

　　多點標定

　　前面描述的都是如何找回機器人的零點，那么當零點確認無誤后，實際應用時機器人的絕對定位精度、軌跡精度等還是有偏差(任何的機器人本體，偏差是客觀存在的，只是量級的問題)，此時還有什么方法進行提高嗎?答案是肯定的，即多點標定。

　　多點標定是通過示教10個以上不同姿態(tài)、相同位置的機器人位姿后，經(jīng)過內(nèi)部自研算法的最優(yōu)求解，得出當前機器人零點偏差和工具偏差的一種方法，是機器人現(xiàn)場應用時，提高末端絕對定位精度(如繞夾運動)的一種簡單高效的方法，尤其是當機器人末端安裝特定工具后。多點標定的操作與四點法標定工具類似，但是需要對齊參考點的姿態(tài)變多，且每個點之間的姿態(tài)變化盡可能大，均勻分布在機器人的可操作范圍內(nèi)。

　　如果現(xiàn)場工具的末端不具備尖銳特征，可以更換新工具，用新工具進行多點標定(注1)，標定完成后修正機器人零點信息并保存，再更換成生產(chǎn)工具使用。

　　如果現(xiàn)場工具的末端具備尖銳特征，如焊槍，那么用該生產(chǎn)工具進行多點標定(注1)，得到修正后的零點信息和工具信息。

　　以上，機器人的絕對精度都會有所提升。

　　注1：無論用生產(chǎn)工具還是新工具，在進行多點標定前，應當確保機器人的當前零點信息盡可能精確，且工具本身要先通過四點法進行工具標定。