本發(fā)明涉及機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法。

背景技術(shù)：

1、目前，對機(jī)械臂進(jìn)行重復(fù)定位精度測量多采用激光跟蹤儀等測量設(shè)備，這類設(shè)備通常有μm級的測量精度，因此測量精度很高，但這類設(shè)備通常十分昂貴，同時在一些生產(chǎn)現(xiàn)場，由于在機(jī)械臂外部均設(shè)有護(hù)欄，無法提供空曠的測量環(huán)境，很容易出現(xiàn)視線遮擋的情況，這都將極大地限制其應(yīng)用。

2、現(xiàn)有技術(shù)也存在使用由3個正交分布的位移傳感器構(gòu)成的3d測量設(shè)備進(jìn)行重復(fù)定位精度的測量方法，但這種方式需要在每臺機(jī)械臂的附近都設(shè)置一個3d測量設(shè)備，對于有很多臺機(jī)械臂的流水線而言，這樣的方案設(shè)備利用率很低，一次性投入高，也不利于大規(guī)模應(yīng)用，因此就需要采取措施來彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，通過在每臺機(jī)械臂附近設(shè)置一個高精度夾具，這樣3d測量設(shè)備就可以安裝在不同機(jī)械臂附近的夾具上進(jìn)行測量，從而實現(xiàn)3d測量設(shè)備的重復(fù)利用，大幅降低設(shè)備成本，提高設(shè)備的利用率。同時在機(jī)械臂末端安裝的日常作業(yè)執(zhí)行器上再安裝一個測量桿進(jìn)行測量，在正常工作流程的間隙進(jìn)行在線測量，能夠判斷機(jī)械臂的定位精度是否下降，準(zhǔn)確地量化機(jī)械臂當(dāng)前的精度狀態(tài)。

2、為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

3、一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，包括如下步驟：

4、(1)將一個或多個定位夾具設(shè)置在機(jī)械臂的周圍，在機(jī)械臂末端安裝的日常作業(yè)執(zhí)行器上再安裝至少一個測量桿，將3d測量裝置安裝在其中一個定位夾具上，通過定位夾具上的第一定位組件和第一夾緊組件實現(xiàn)裝夾定位；

5、(2)調(diào)整機(jī)械臂的位姿使測量桿的頭端進(jìn)入3d測量裝置的測量區(qū)域，記錄此時3d測量裝置的位移傳感器的讀數(shù)和機(jī)械臂的關(guān)節(jié)角；

6、(3)將3d測量裝置從定位夾具上拆卸下來，使機(jī)械臂通過其末端安裝的日常作業(yè)執(zhí)行器正常工作；

7、(4)等機(jī)械臂工作一段時間后，再將3d測量裝置重新裝夾到步驟(1)上安裝過的定位夾具上，調(diào)整機(jī)械臂的位姿使其運動到與上一次測量時的機(jī)械臂的關(guān)節(jié)角相同，對比上一次的位移傳感器的讀數(shù)和此時的位移傳感器的讀數(shù)，判斷機(jī)械臂的定位精度是否下降。

8、作為優(yōu)選，所述定位夾具通過直接裝夾或通過增高臺裝夾在機(jī)械臂附近，相鄰的定位夾具之間間隔分布，一個或多個定位夾具形成一個測量底座。

9、作為優(yōu)選，所述定位夾具包括底座和裝設(shè)在底座上的第一定位組件和第一夾緊組件，3d測量裝置通過第一定位組件和第一夾緊組件能夠固定在底座上，第一定位組件為三角布置的定位銷或定位球、或雙定位銷、或雙定位球、或v型塊，3d測量裝置的底部設(shè)有與第一定位組件相定位的第二定位組件；第二定位組件為三角布置的定位銷或定位球、或雙定位銷、或雙定位球、或v型塊；所述第一夾緊組件為夾鉗、螺紋緊固件或卡扣的一種或組合。

10、作為優(yōu)選，所述底座上設(shè)有鎖緊槽，通過鎖緊件能夠?qū)⒌鬃i緊在機(jī)械臂附近。

11、作為優(yōu)選，當(dāng)定位夾具通過增高臺裝夾在機(jī)械臂附近時，所述定位夾具包括底座和裝設(shè)在底座上的第一定位組件和第一夾緊組件，增高臺通過第一定位組件和第一夾緊組件固定在底座上，第一定位組件為三角布置的定位銷或定位球、或雙定位銷、或雙定位球、或v型塊，增高臺的底部設(shè)有與第一定位組件相定位的第四定位組件，第四定位組件為三角布置的定位銷或定位球、或雙定位銷、或雙定位球、或v型塊，所述第一夾緊組件為夾鉗、螺紋緊固件或卡扣的一種或組合；

12、增高臺上端設(shè)有第二底座，第二底座上設(shè)有第三定位組件和第二夾緊組件，3d測量裝置通過第三定位組件和第二夾緊組件能夠固定在第二底座上，3d測量裝置的底部設(shè)有與第三定位組件相定位的第二定位組件。

13、作為優(yōu)選，第三定位組件的結(jié)構(gòu)與第一定位組件的結(jié)構(gòu)相同，第二定位組件與第四定位組件的結(jié)構(gòu)相同，第二夾緊組件與第一夾緊組件的結(jié)構(gòu)相同。

14、作為優(yōu)選，所述測量桿的球頭為陶瓷球，3d測量裝置對測量桿的球頭進(jìn)行接觸式測量或激光測量或激光掃描測量，從而獲取球頭球心相對于3d測量裝置的空間坐標(biāo)。

15、作為優(yōu)選，所述3d測量裝置包括由下至上依次相連的標(biāo)定底座、標(biāo)定連接座、傳感器固定座和位移傳感器；位移傳感器的位移測量軸線與水平面呈0～90°的夾角，所述位移傳感器設(shè)有三個，三個位移傳感器的位移測量軸線兩兩相互垂直。

16、作為優(yōu)選，同一個3d測量裝置能夠分別輪換裝夾在不同的定位夾具上，進(jìn)行機(jī)械臂的定位精度測量并判斷在每一個定位夾具位置處機(jī)械臂的定位精度是否下降，準(zhǔn)確地量化機(jī)械臂當(dāng)前的精度狀態(tài)。

17、作為優(yōu)選，當(dāng)檢測到機(jī)械臂的精度下降時，3d測量裝置能夠分別安裝在所述一個或多個定位夾具上，并讓機(jī)械臂以不同的位姿使測量桿的頭端進(jìn)入3d測量裝置的測量區(qū)域，記錄多組3d測量裝置的位移傳感器的讀數(shù)和機(jī)械臂的關(guān)節(jié)角，用于機(jī)械臂運動學(xué)標(biāo)定以恢復(fù)機(jī)械臂的定位精度，減少機(jī)械臂的停機(jī)時間，提高3d測量裝置的利用率。

18、本發(fā)明由于采用了以上的技術(shù)方案，具有以下有益效果：

19、1、通過在每臺機(jī)械臂附近設(shè)置一個高精度夾具，這樣3d測量設(shè)備就可以安裝在不同機(jī)械臂附近的夾具上進(jìn)行測量，從而實現(xiàn)3d測量設(shè)備的重復(fù)利用，大幅降低設(shè)備成本，提高設(shè)備的利用率。同時在機(jī)械臂末端安裝的日常作業(yè)執(zhí)行器上再安裝一個測量桿進(jìn)行測量，在正常工作流程的間隙進(jìn)行在線測量，能夠?qū)崟r判斷機(jī)械臂的定位精度是否下降；

20、2、同一個3d測量裝置能夠分別輪換裝夾在不同的定位夾具上，進(jìn)行機(jī)械臂的定位精度測量，并判斷在不同位置處機(jī)械臂的定位精度是否下降，更準(zhǔn)確地量化機(jī)械臂當(dāng)前的精度狀態(tài)；

21、3、在發(fā)現(xiàn)機(jī)械臂的定位精度退化后，該3d測量裝置又可以馬上用于現(xiàn)場標(biāo)定以恢復(fù)機(jī)械臂的精度，從而盡可能減少機(jī)械臂的停機(jī)時間，進(jìn)一步提高3d測量裝置的利用率。

技術(shù)特征：

1.一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，其特征在于：包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，其特征在于：所述定位夾具通過直接裝夾或通過增高臺裝夾在機(jī)械臂附近，相鄰的定位夾具之間間隔分布，一個或多個定位夾具形成一個測量底座。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，其特征在于：所述定位夾具包括底座和裝設(shè)在底座上的第一定位組件和第一夾緊組件，3d測量裝置通過第一定位組件和第一夾緊組件能夠固定在底座上，第一定位組件為三角布置的定位銷或定位球、或雙定位銷、或雙定位球、或v型塊，3d測量裝置的底部設(shè)有與第一定位組件相定位的第二定位組件；第二定位組件為三角布置的定位銷或定位球、或雙定位銷、或雙定位球、或v型塊；所述第一夾緊組件為夾鉗、螺紋緊固件或卡扣的一種或組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，其特征在于：所述底座上設(shè)有鎖緊槽，通過鎖緊件能夠?qū)⒌鬃i緊在機(jī)械臂附近。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，其特征在于：當(dāng)定位夾具通過增高臺裝夾在機(jī)械臂附近時，所述定位夾具包括底座和裝設(shè)在底座上的第一定位組件和第一夾緊組件，增高臺通過第一定位組件和第一夾緊組件固定在底座上，第一定位組件為三角布置的定位銷或定位球、或雙定位銷、或雙定位球、或v型塊，增高臺的底部設(shè)有與第一定位組件相定位的第四定位組件，第四定位組件為三角布置的定位銷或定位球、或雙定位銷、或雙定位球、或v型塊，所述第一夾緊組件為夾鉗、螺紋緊固件或卡扣的一種或組合；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，其特征在于：第三定位組件的結(jié)構(gòu)與第一定位組件的結(jié)構(gòu)相同，第二定位組件與第四定位組件的結(jié)構(gòu)相同，第二夾緊組件與第一夾緊組件的結(jié)構(gòu)相同。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，其特征在于：所述測量桿的球頭為陶瓷球，3d測量裝置對測量桿的球頭進(jìn)行接觸式測量或激光測量或激光掃描測量，從而獲取球頭球心相對于3d測量裝置的空間坐標(biāo)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，其特征在于：所述3d測量裝置包括由下至上依次相連的標(biāo)定底座、標(biāo)定連接座、傳感器固定座和位移傳感器；位移傳感器的位移測量軸線與水平面呈0～90°的夾角，所述位移傳感器設(shè)有三個，三個位移傳感器的位移測量軸線兩兩相互垂直。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，其特征在于：同一個3d測量裝置能夠分別輪換裝夾在不同的定位夾具上，進(jìn)行機(jī)械臂的定位精度測量并判斷在每一個定位夾具位置處機(jī)械臂的定位精度是否下降，準(zhǔn)確地量化機(jī)械臂當(dāng)前的精度狀態(tài)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，其特征在于：當(dāng)檢測到機(jī)械臂的精度下降時，3d測量裝置能夠分別安裝在所述一個或多個定位夾具上，并讓機(jī)械臂以不同的位姿使測量桿的頭端進(jìn)入3d測量裝置的測量區(qū)域，記錄多組3d測量裝置的位移傳感器的讀數(shù)和機(jī)械臂的關(guān)節(jié)角，用于機(jī)械臂運動學(xué)標(biāo)定以恢復(fù)機(jī)械臂的定位精度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種機(jī)械臂的精度監(jiān)控方法，將一個或多個定位夾具設(shè)置在機(jī)械臂的周圍，在機(jī)械臂末端安裝的日常作業(yè)執(zhí)行器上再安裝至少一個測量桿，將3D測量裝置安裝在其中一個定位夾具上；調(diào)整機(jī)械臂的位姿使測量桿的頭端進(jìn)入3D測量裝置的測量區(qū)域，記錄此時3D測量裝置的位移傳感器的讀數(shù)和機(jī)械臂的關(guān)節(jié)角；將3D測量裝置從定位夾具上拆卸下來，使機(jī)械臂通過其末端安裝的日常作業(yè)執(zhí)行器正常工作；等機(jī)械臂工作一段時間后，再將3D測量裝置重新裝夾到安裝過的定位夾具，調(diào)整機(jī)械臂的位姿使其運動到與上一次測量時的機(jī)械臂的關(guān)節(jié)角相同，對比上一次的位移傳感器的讀數(shù)和此時的位移傳感器的讀數(shù)，判斷機(jī)械臂的定位精度是否下降。

技術(shù)研發(fā)人員：吳海宇,萬梓威,周春琳,曹云豪,余鐸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)湖州研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10