本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面。隨著應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，對(duì)機(jī)器人定位精度的要求也越來(lái)越高。由于當(dāng)前廣泛采用的是示教方式進(jìn)行機(jī)器人編程，因此對(duì)于重復(fù)定位精度的要求更高。然而，機(jī)器人在長(zhǎng)期運(yùn)行后，機(jī)器人重復(fù)定位精度會(huì)下降。因此需要定時(shí)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行重復(fù)定位精度的檢測(cè)，以便對(duì)機(jī)器人進(jìn)行維護(hù)，保證機(jī)器人的正常運(yùn)行。此外，機(jī)器人的各關(guān)節(jié)軸的零位不準(zhǔn)確也是影響機(jī)器人定位精度的重要因素。因此在機(jī)器人關(guān)節(jié)軸零位丟失后，需要及時(shí)進(jìn)行零位校正。

在工業(yè)機(jī)器人的制造過(guò)程中，生產(chǎn)廠家需要對(duì)機(jī)器人的重復(fù)定位精度進(jìn)行檢測(cè)，目前大多采用的是激光跟蹤儀進(jìn)行檢測(cè)。激光跟蹤儀精度較高，但是設(shè)備非常昂貴，而且在測(cè)量過(guò)程中需要測(cè)試人員實(shí)時(shí)跟蹤操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不適用于在制造企業(yè)中對(duì)大量的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于零位校正，不同的工業(yè)機(jī)器人廠家有不同的零位校正的方法和方式，比較常見(jiàn)的有側(cè)傾儀、emt或千分表、凹槽或刻線。這些方式有些標(biāo)定設(shè)備昂貴，有些標(biāo)定不準(zhǔn)確效率低下，而且各個(gè)生產(chǎn)廠商機(jī)器人之間的零位校正裝置不能通用，這些問(wèn)題都給零位校正工作帶來(lái)很大麻煩。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，方便進(jìn)行重復(fù)定位精度檢測(cè)以及零位校正并可廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)制造。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是開(kāi)發(fā)機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位精度的自動(dòng)檢測(cè)并可以判斷問(wèn)題關(guān)節(jié)以及輔助進(jìn)行機(jī)器人零位校正，方便了工業(yè)機(jī)器人日常維護(hù)工作，大大提高了生產(chǎn)效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，包括工業(yè)六軸機(jī)器人、機(jī)器人末端夾具和測(cè)量裝置，機(jī)器人末端夾具被設(shè)置為連接工業(yè)六軸機(jī)器人的末端，測(cè)量裝置被設(shè)置為安裝在機(jī)器人工作空間中；

測(cè)量裝置包括激光位移傳感器，激光位移傳感器被設(shè)置為按照“三二一”方式布置。

進(jìn)一步地，測(cè)量裝置還包括傳感器安裝支架、開(kāi)關(guān)式磁力座、把手，位移傳感器安裝于傳感器安裝支架上端，把手被設(shè)置于位移傳感器的上方，開(kāi)關(guān)式磁力座被設(shè)置在傳感器安裝支架的下方。

進(jìn)一步地，激光位移傳感器的數(shù)量為6個(gè)。

進(jìn)一步地，激光位移傳感器被設(shè)置為通過(guò)線纜連接集線器，集線器通過(guò)線纜連接上位機(jī)軟件。

進(jìn)一步地，還包括校準(zhǔn)塊，校準(zhǔn)塊被設(shè)置于機(jī)器人末端夾具的末端，激光位移傳感器的激光被設(shè)置為打在校準(zhǔn)塊上。

進(jìn)一步地，激光位移傳感器被設(shè)置為在z方向上布置三個(gè)激光位移傳感器，在x方向上布置兩個(gè)激光位移傳感器，在y方向上布置一個(gè)激光位移傳感器。

進(jìn)一步地，包括重復(fù)定位精度和零位校正。

進(jìn)一步地，重復(fù)定位精度被設(shè)置為機(jī)器人按照指定軌跡在某一起始點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)校準(zhǔn)塊到達(dá)測(cè)量點(diǎn)后，暫停5秒，激光位移傳感器發(fā)送測(cè)量值到上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，當(dāng)記錄的數(shù)據(jù)達(dá)到指定的重復(fù)數(shù)據(jù)后，上位機(jī)軟件根據(jù)每次激光位移傳感器的測(cè)量值計(jì)算每次末端位姿，并利用每次的位姿計(jì)算機(jī)器人重復(fù)定位精度的評(píng)估指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)判斷機(jī)器人重復(fù)定位精度是否滿足要求。

進(jìn)一步地，零位校正被設(shè)置為，當(dāng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到某一測(cè)量位姿，暫停5秒，激光位移傳感器發(fā)送測(cè)量值到上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件根據(jù)測(cè)量值計(jì)算機(jī)器人末端位姿，并得到六個(gè)關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)角值，再通過(guò)逆解得到各個(gè)關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)角值與對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)軸的指令關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的差值即為關(guān)節(jié)軸的補(bǔ)償值，將得到的各個(gè)關(guān)節(jié)軸的補(bǔ)償值補(bǔ)償至機(jī)器人控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)零位校正。

技術(shù)效果

1)本發(fā)明的機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，整套設(shè)備所需費(fèi)用相對(duì)低廉，與傳統(tǒng)的測(cè)量方式相比，利用激光位移傳感器搭建的測(cè)量系統(tǒng)不僅精度高，而且價(jià)格低，適合在生產(chǎn)制造企業(yè)中推廣使用。

2)本發(fā)明的機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，可測(cè)量機(jī)器人末端位姿。采用了工業(yè)上常用的“三二一”的定位方案來(lái)布置傳感器，可以同時(shí)測(cè)量出機(jī)器人末端的位置與姿態(tài)。

3)本發(fā)明的機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，將機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正的功能集成在一套系統(tǒng)中。本套系統(tǒng)既可以用于重復(fù)定位精度的檢測(cè)又能實(shí)現(xiàn)零位校正，功能多樣。

4)本發(fā)明的機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單。整套系統(tǒng)含有上位機(jī)軟件，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)顯示等功能，用戶安裝該軟件，便可以方便快捷地進(jìn)行重復(fù)定位精度及零位校正過(guò)程。

5)本發(fā)明的機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，裝置小巧。測(cè)量裝置體積較小，可安裝在機(jī)器人實(shí)際工作位置附近，減少對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的干涉。安裝在機(jī)器人末端的標(biāo)準(zhǔn)塊體積小巧，可安裝在不同機(jī)器人或夾具末端。

6)本發(fā)明的機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，安裝方便。本套系統(tǒng)的測(cè)量裝置配備有把手及磁性開(kāi)關(guān)底座，為移動(dòng)和安裝提供了方便，此外，傳感器與安裝支架可拆卸，方便傳感器重復(fù)使用。

7)本發(fā)明的機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，應(yīng)用廣泛。本套系統(tǒng)可應(yīng)用于多種六軸工業(yè)機(jī)器人。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)，包括工業(yè)六軸機(jī)器人11、機(jī)器人末端夾具12和測(cè)量裝置，機(jī)器人末端夾具12被設(shè)置為連接工業(yè)六軸機(jī)器人11的末端，測(cè)量裝置被設(shè)置為安裝在機(jī)器人工作空間的某一位置；測(cè)量裝置包括激光位移傳感器1，激光位移傳感器1被設(shè)置為按照“三二一”方式布置。

測(cè)量裝置還包括傳感器安裝支架4、開(kāi)關(guān)式磁力座5、把手6，激光位移傳感器1安裝于傳感器安裝支架4上端，把手6被設(shè)置于激光位移傳感器1的上方，開(kāi)關(guān)式磁力座5被設(shè)置在傳感器安裝支架4的下方。開(kāi)關(guān)式磁力座5和把手6的設(shè)置方便固定和移動(dòng)。

機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)還包括校準(zhǔn)塊2，校準(zhǔn)塊2被設(shè)置于機(jī)器人末端夾具12的末端，激光位移傳感器1的激光3被設(shè)置為打在校準(zhǔn)塊2上。激光位移傳感器1被設(shè)置為通過(guò)線纜7連接集線器8，集線器8通過(guò)線纜7連接上位機(jī)軟件9。集線器8優(yōu)選為usb轉(zhuǎn)串口集線器，上位機(jī)軟件9還包括可以處理分析激光位移傳感器測(cè)量值的軟件。

“三二一”方式具體是，激光位移傳感器1被設(shè)置為在z方向上布置三個(gè)激光位移傳感器，在x方向上布置兩個(gè)激光位移傳感器，在y方向上布置一個(gè)激光位移傳感器。優(yōu)選地，激光位移傳感器1的數(shù)量為6個(gè)。

本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，機(jī)器人重復(fù)定位精度檢測(cè)與零位校正系統(tǒng)包括重復(fù)定位精度和零位校正。

重復(fù)定位精度被設(shè)置為機(jī)器人按照指定軌跡在某一起始點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)校準(zhǔn)塊到達(dá)測(cè)量點(diǎn)后，暫停5秒，激光位移傳感器發(fā)送測(cè)量值到上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，當(dāng)記錄的數(shù)據(jù)達(dá)到指定的重復(fù)數(shù)據(jù)后，上位機(jī)軟件根據(jù)每次激光位移傳感器的測(cè)量值計(jì)算每次末端位姿，并利用每次的位姿計(jì)算機(jī)器人重復(fù)定位精度的評(píng)估指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)判斷機(jī)器人重復(fù)定位精度是否滿足要求。

零位校正被設(shè)置為，當(dāng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到某一測(cè)量位姿，暫停5秒，激光位移傳感器發(fā)送測(cè)量值到上位機(jī)軟件，上位機(jī)軟件根據(jù)測(cè)量值計(jì)算機(jī)器人末端位姿，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解得到六個(gè)關(guān)節(jié)軸的轉(zhuǎn)角值，再通過(guò)逆解得到各個(gè)關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)角值與對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)軸的指令關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的差值即為關(guān)節(jié)軸的補(bǔ)償值，將得到的各個(gè)關(guān)節(jié)軸的補(bǔ)償值補(bǔ)償至機(jī)器人控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)零位校正。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。