在开始实际测量前,建议先在RoboDK中离线搭建机器人工作站。本节将说明如何离线搭建RoboDK工作站。此步骤仅需一台安装RoboDK的计算机即可完成,无需提前准备机器人和跟踪仪。
可从RoboDK的资源库中下载校准项目示例。
若已搭建离线工作站,可跳过本节。参考坐标系与工具坐标系可先进行近似估算。下图展示了一个示例工作站:
Note:入门指南章节提供了更多关于创建新RoboDK工作站的内容。

RoboDK工作站(.RDK文件)用于存储虚拟环境配置和校准数据。以下是新建机器人校准工作站的完整流程(视频教程:https://youtu.be/Nkb9uDamFb4)
1.导入机器人模型:
a.选择文件➔ 打开机器人库。在线资源库将在浏览器中打开。
b.使用筛选器,按名称、品牌、负载、...
c.点击Open,机器人就会自动出现在已打开的 RoboDK 项目中。
d.或者,你也可以在https://robodk.com.cn/cn/library下载机器人文件(.robot 文件),然后用 RoboDK 打开。

2.准备校准项目:
a.在菜单栏中选择:程序➔ 添加参考坐标系,然后依次创建。
i.测量基准系(Measurements reference):需绑定至机器人基坐标系(Base Frame)。
ii.跟踪仪基准系(Tracker reference):需绑定至刚创建的测量基准系。
iii.工具基准系(Tool reference,可选):绑定至测量基准系,用于可视化跟踪仪视角的工具位置。
Tip 1:在树形结构中拖拽调整依赖关系(如跟踪仪基准系需依附于测量基准系)
Tip 2:按住Alt(平移)或Shift+Alt(旋转)粗略移动坐标系,或双击输入精确坐标。
Tip 3:在树中选中任何物体,按 F2 键为其重新命名。
b.导入工具CAD文件(支持STL、IGES、STEP格式),拖拽至机器人项下自动转换为工具。更多信息点击这里。


可选:选择程序➔ 添加工具 (TCP),创建TCP,用于碰撞检测:
i.双击工具。
ii.设置初始TCP值(可批量粘贴6轴参数)。
iii.校准工具建议命名为CalibTool id(id为靶球编号,如CalibTool 1)。

c.通过 文件➔打开… 或拖拽添加环境模型(如工作台、跟踪仪视野模型)。
Tip 1:导入测量工作区的三维文件并将其命名为工作区,以便在追踪仪工作区内生成机器人测量结果。如果不想将测量限制在追踪仪工作区内,也可以将工作区设置为不可见。更多信息详见下一节。
Tip 2:按Ctrl+Alt+Shift+P,锁定敏感模型防止导出。
3.添加校准模块:
a.在菜单中选择:实用程序 ➔ 校准机器人。
b.在窗口中选择:点(3 DOF)。
c.如果你的激光跟踪仪(如徕卡T-Mac激光跟踪仪)支持位姿测量且与RoboDK兼容,你可以选择性地启用位姿(6DOF)功能。

然后会出现以下窗口。

目前可以关闭此窗口。你只需双击工作站的机器人校准,即可随时重新打开。
Tip:若仅需校准机器人的原点位置(也称为Mastering/Home),请在校准设置窗口中选择:校准参数,然后选择零点复归。否则,请保持默认校准类型:完整,该类型可进一步提高精度。

4.保存工作站
a.选择文件➔ 保存工作站。
b.选择文件夹,并选择文件名。
c.选择保存。将生成一个新的 RDK 文件(RoboDK 工作站文件)。
你可以随时打开 RDK 文件(双击文件)来修改该工作站内容。
需重点核查以下内容以确保校准准备无误:
1.测量基准系(Measurements reference):必须直接关联至机器人基坐标系(Base Frame)。
Important: 若需校准轴1的零点位置(Home Position),测量基准系的方向必须与机器人基坐标系近似一致。
该坐标系需能通过三点法高重复性标定(详见附录I)。当前阶段可使用估算值。
2.跟踪仪基准系(Tracker reference)必须绑定至测量基准系,其初始位置为跟踪仪相对于测量基准系的估算值。后续基座标定(Base Setup)将自动计算跟踪仪精确位置。
3.校准项目验证:确保工作站中存在“Robot calibration”项目,且所有待测点位:无碰撞风险、在跟踪仪可视范围内。操作:双击校准设置项,逐一点击4组测量项的“显示”按钮进行确认。
4.碰撞检测配置:需参与碰撞检测的3D模型名称必须包含“collision”标签。安全建议:使用比实际工具尺寸大25%的模型进行碰撞校验,预留安全余量。
要成功完成机器人校准,需要进行四组测量:
1.基本设置:需要进行六次(或更多次)移动轴1和轴2的测量,以便相对于机器人放置校准基准。在校准设置窗口中选择"显示",机器人将沿序列移动。
2.工具设置:需要进行七次或更多次测量,以校准工具法兰和工具目标(移动轴5和6)。选择"显示",机器人将按顺序移动。
3.校准测量:校准机器人需要60次或更多的测量。这些测量可随机放置在机器人工作区内,且不会与周围物体发生碰撞。
4.验证测量(可选):可根据需要使用任意数量的测量来验证机器人的精度。这些测量值仅用于验证机器人的精度,而不是校准机器人。
前两组测量由RoboDK自动生成。选择"显示",机器人将按照顺序进行测量(如下图所示)。如果需要更改顺序,请选择"测量",然后通过选择"导出数据"将校准测量结果导出为CSV文件。可使用Excel表编辑该文件,然后单击"导入数据"重新导入。
Important:CSV文件的第一行必须保持不变。
最后两组测量(校准和验证)可使用名为
●测量点数:默认生成80个测量点,因校准至少需要60个数据点。
●参考位置:必须选择工具正对跟踪仪且靶标可见的机器人位姿。
●关节限位:需提供各关节运动的下限和上限。
●笛卡尔限位:可设置相对于机器人基坐标系的X/Y/Z轴向运动范围。
脚本将自动生成满足以下条件的测量路径:工具始终朝向跟踪仪,且符合关节/笛卡尔空间约束。在参考位置方向上允许工具绕轴±180°旋转。所有关节运动均确保无碰撞且位于测量工作空间内(若工作空间可见)。下图显示自动序列开始前呈现给用户的参数摘要,整个过程可能耗时5分钟。

如果需要,可以右击Create measurement脚本并选择编辑Python脚本,然后修改算法的其他参数。脚本会自动将用户输入的内容保存为测站参数。你可以通过右键单击测站并选择测站参数来查看、编辑或删除这些设置,如下图所示。

算法精加工完成后,会弹出一条新消息。你可以选择"测量",将60次测量结果用于机器人校准。你可以重新执行相同的脚本,生成另一组测量值用于验证。这一步是可选的,但建议使用80个测量值进行验证。

最后,还可以通过选择导入数据来导入手动选择的配置。你可以将CSV或TXT文件导入一个Nx6值数组,其中N是配置的数量。
