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

　　? 零點(diǎn)信息包含哪些關(guān)鍵內(nèi)容?

　　? 新時達(dá)機(jī)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(xué)點(diǎn)“新”的，現(xiàn)在開始吧!

　　零點(diǎn)信息的關(guān)鍵內(nèi)容

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

　　我們首先需要明確零點(diǎn)信息的具體構(gòu)成。工業(yè)機(jī)器人的各關(guān)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(guān)節(jié)減速機(jī)的減速比，共同構(gòu)成了機(jī)器人的零點(diǎn)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(jī)器人的實(shí)際應(yīng)用中，多數(shù)采用絕對編碼器，新時達(dá)機(jī)器人也是如此。此外，減速機(jī)作為固定硬件，在實(shí)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(jī)器人的零點(diǎn)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(jī)器人精度需要除以對應(yīng)減速機(jī)的減速比參數(shù)。單圈信息用于描述當(dāng)前電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)了多少圈。單圈信息是一個物理讀數(shù)，電機(jī)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(shí)際使用中比較容易丟失。

　　出廠零位

　　新時達(dá)機(jī)器人每臺本體出廠前都會通過標(biāo)定儀器和自研算法計算出該本體各關(guān)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(fù)和參考。所以現(xiàn)場的新機(jī)不需要重新標(biāo)零位。

　　標(biāo)定儀器

　　精確零點(diǎn)會在各關(guān)節(jié)軸的零位刻度線附近(不一定嚴(yán)格對齊，因?yàn)榱阄豢潭染€是機(jī)械的理論零位線，通常標(biāo)定的實(shí)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(diǎn)恢復(fù)

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

　　零點(diǎn)設(shè)置功能界面

　　下面分別介紹不同的零點(diǎn)設(shè)置方式及其適用情況。

　　相對回零

　　相對回零是指當(dāng)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(guān)節(jié)零位恢復(fù)到出廠精度。

　　常見于長時間未開機(jī)、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(jī)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(jī)器人關(guān)節(jié)軸與零位刻度線盡量對齊，然后用相對回零+零點(diǎn)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(zhǔn)確，那么再次將機(jī)器人運(yùn)動到關(guān)節(jié)零位后，會與關(guān)節(jié)軸的零位刻度線差異明顯(或者運(yùn)動到生產(chǎn)中的某個工作參考點(diǎn))，以速比100的關(guān)節(jié)軸為列，多圈值差1個單位，零位時的角度偏差將達(dá)到360°/100=3.6°。這時候可以再用零點(diǎn)微調(diào)，一個單位一個單位的修改多圈值，再次來驗(yàn)證修正的多圈值是否準(zhǔn)確，一般兩次就可以找到精確的多圈值從而找到出廠零點(diǎn)。

　　Tips：電池沒電是非常常見的一種零點(diǎn)丟失原因，電壓偏低時，開機(jī)會報錯，但這時零點(diǎn)并未真正丟失，清錯后可正常運(yùn)行，但也應(yīng)及時更換新電池。更換電池可以在機(jī)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(guān)節(jié)零位、更換電機(jī)或傳動件等。

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

　　如果是更換電機(jī)或傳動件，盡可能在更換前記錄各關(guān)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(dāng)前關(guān)節(jié)軸角度，更換后當(dāng)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(yīng)記錄并恢復(fù)。

　　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(dāng)現(xiàn)場應(yīng)用需要機(jī)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(dāng)前機(jī)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(jìn)行旋轉(zhuǎn)驗(yàn)證。

　　零點(diǎn)恢復(fù)

　　零點(diǎn)恢復(fù)，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(diǎn)的一種方式。適用于軟件自身故障導(dǎo)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(jī)器人任意位姿下進(jìn)行一鍵備份/恢復(fù)。

　　在回零設(shè)置>零點(diǎn)備份中，可以查看/保存當(dāng)前零點(diǎn)信息，查看/恢復(fù)控制器中的零點(diǎn)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(jī)器人出廠前會備份零點(diǎn)信息，如果現(xiàn)場使用過程中更改過零位且確認(rèn)無誤后，也應(yīng)到這里備份/保存零點(diǎn)。

　　多點(diǎn)標(biāo)定

　　前面描述的都是如何找回機(jī)器人的零點(diǎn)，那么當(dāng)零點(diǎn)確認(rèn)無誤后，實(shí)際應(yīng)用時機(jī)器人的絕對定位精度、軌跡精度等還是有偏差(任何的機(jī)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(jìn)行提高嗎?答案是肯定的，即多點(diǎn)標(biāo)定。

　　多點(diǎn)標(biāo)定是通過示教10個以上不同姿態(tài)、相同位置的機(jī)器人位姿后，經(jīng)過內(nèi)部自研算法的最優(yōu)求解，得出當(dāng)前機(jī)器人零點(diǎn)偏差和工具偏差的一種方法，是機(jī)器人現(xiàn)場應(yīng)用時，提高末端絕對定位精度(如繞夾運(yùn)動)的一種簡單高效的方法，尤其是當(dāng)機(jī)器人末端安裝特定工具后。多點(diǎn)標(biāo)定的操作與四點(diǎn)法標(biāo)定工具類似，但是需要對齊參考點(diǎn)的姿態(tài)變多，且每個點(diǎn)之間的姿態(tài)變化盡可能大，均勻分布在機(jī)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(jìn)行多點(diǎn)標(biāo)定(注1)，標(biāo)定完成后修正機(jī)器人零點(diǎn)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(jìn)行多點(diǎn)標(biāo)定(注1)，得到修正后的零點(diǎn)信息和工具信息。

　　以上，機(jī)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(jìn)行多點(diǎn)標(biāo)定前，應(yīng)當(dāng)確保機(jī)器人的當(dāng)前零點(diǎn)信息盡可能精確，且工具本身要先通過四點(diǎn)法進(jìn)行工具標(biāo)定。