本實用新型涉及一種軌跡準確度重復性測量儀，屬于機器人位姿檢測設備的技術領域。

背景技術：

軌跡準確度和重復性是工業(yè)機器人最重要的性能指標之一，作為機器人研制廠家對機器人的軌跡準確度和重復性指標在出廠前是必須檢測的。目前測量的先進的計量設備有很多，比如激光干涉儀。雖然激光干涉儀是非常準確的(0.001毫米測量不確定度)，但價格昂貴(約50000美元)。也可以使用激光跟蹤儀，但其測量條件限制較多，操作繁瑣成本也不低。不僅購買價格昂貴，而且要求操作工有一定的專業(yè)技術基礎，操作程序也比較復雜，后續(xù)部件的維修、更換成本也較高，而本發(fā)明所述工業(yè)機器人軌跡準確度重復性測量儀不但價格便宜、且便攜、操作、維護簡便，適合大眾機器人廠家使用，便于大面積推廣。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種軌跡準確度重復性測量儀。

術語說明：

CCD，英文全稱：Charge-coupledDevice，中文全稱：電荷耦合元件?？梢苑Q為CCD圖像傳感器，也叫圖像控制器。CCD是一種半導體器件，能夠把光學影像轉化為數(shù)字信號。CCD上植入的微小光敏物質稱作像素(Pixel)。

本實用新型的技術方案為：

一種軌跡準確度重復性測量儀，包括自下而上依次設置的底座、立柱和旋轉體；旋轉體與所述立柱轉動連接，轉動方向為豎直方向；旋轉體上側轉動設置有測量部件，轉動方向為水平方向；所述測量部件包括回轉臺和直線臂；直線臂上設置有直線導軌，所述直線導軌內(nèi)滑動設置有CCD攝像頭。旋轉體保證測量部件可傾斜一定的角度，以滿足工業(yè)機器人空間多個位姿的測量。回轉臺與旋轉體配合，完成平面內(nèi)任意點的精確坐標定位。直線臂和旋轉體可在水平面內(nèi)相對轉動。

優(yōu)選的，所述回轉臺內(nèi)設置有滾珠軸承、圓光柵；回轉臺通過滾珠軸承與旋轉體連接；旋轉體上端面固定設置有伺服電機，伺服電機的輸出軸與圓光柵連接。圓光柵和滾珠軸承是回轉體精度的核心，圓光柵可以精確測量回轉臺的回轉角度，滾珠軸承對回轉臺機直線臂起支撐作用減小回轉臺在回轉運動時的摩擦阻力。直驅電機通過電機端面法蘭用螺釘固定座立柱上端面。滾珠軸承和圓光柵安裝在回轉臺內(nèi)部，圓光柵與直驅電機的輸出軸用聯(lián)軸器相連接。通過圓光柵可以實時檢測到回轉臺的轉動角度。

優(yōu)選的，旋轉體的旋轉角度為0°～180°；所述旋轉角度是旋轉體在豎直方向的中心軸與豎直平面的夾角。

優(yōu)選的，所述旋轉體上設置有刻度盤，刻度盤與旋轉體同軸設置。刻度盤為旋轉體的手動調準裝置，操作時可以通過手動旋轉刻度盤調整旋轉體的俯仰角度以適應工業(yè)機器人在不同位姿狀態(tài)下的軌跡進度測試需求。

優(yōu)選的，所述直線臂包括直線導軌、同步帶輪、同步帶、光柵尺、電機和CCD攝像頭；同步帶輪與同步帶配合連接；電機與同步帶輪連接；CCD攝像頭固定設置在同步帶上。電機與同步帶輪連接帶動安裝于同步帶上的CCD攝像頭移動，光柵尺實時測量同步帶上CCD攝像頭的移動距離。

優(yōu)選的，底座、立柱和旋轉體兩兩之間可拆卸連接。可拆卸的連接方式，使該測量儀具有便攜式特點，各個部件都可以方便拆卸，并且能夠裝在工具箱內(nèi)。方便工業(yè)機器人在用戶現(xiàn)場的調試安裝和性能特性的驗收。

優(yōu)選的，所述軌跡準確度重復性測量儀與電腦連接；所述電腦擴展卡槽內(nèi)配置有運動控制器。所述運動控制器完成各種軌跡運動以及精準定位，所述CCD攝像頭保證運動中靶標圖像采集的質量，電腦中的測量軟件對每個位置的圖像進行匹配、定位將圖像中的微小偏移坐標與機體光柵坐標疊加起來，疊加起來的實際坐標與機器人的命令坐標進行比較，得出位置偏差的結論報告。

本實用新型所述軌跡準確度重復性測量儀，利用坐標測量機法對工業(yè)機器人的位姿準確性測量。姿態(tài)準確性包括指令位姿位置與實到位置集群重心之差和指令位姿位置與實位姿平均之差。在工業(yè)機器末端安裝一個發(fā)光標靶，并將工業(yè)機器人置于測量儀的坐標系內(nèi)，測量儀的空間坐標是已知的，通過CCD攝像頭成像，對準發(fā)光標靶的靶心。工業(yè)機器人運行到某一個目標位置，測量儀拖動CCD攝像頭尋找靶心，機器人的目標位置坐標和測量儀所運動目標位置坐標差用來評估工業(yè)機器人位姿準確性、重復性。

本實用新型的有益效果在于：

1.本實用新型所述軌跡準確度重復性測量儀為便攜式測量儀，裝置輕便可調，主體各個部件都可以方便拆卸，并裝在工具箱內(nèi)，方便在用戶現(xiàn)場對工業(yè)機器人的性能特性進行評定和驗收，同時方便工業(yè)機器人在裝配現(xiàn)場的輔助安裝工作，配一臺筆記本電腦就可以進行所有測量操作、測量結果計算，并直接輸出評定報告。

附圖說明

圖1為本實用新型所述軌跡準確度重復性測量儀的結構示意圖；

其中，1、回轉臺；2、直線臂；3、CCD攝像頭；4、刻度盤；5、立柱；6、底座；7、旋轉體；8、發(fā)光標靶。

具體實施方式

下面結合實施例和說明書附圖對本實用新型做進一步說明，但不限于此。

實施例1

如圖1所示。

一種軌跡準確度重復性測量儀，包括自下而上依次設置的底座6、立柱5和旋轉體7；旋轉體7與所述立柱5轉動連接，轉動方向為豎直方向；旋轉體7上側轉動設置有測量部件，轉動方向為水平方向；所述測量部件包括回轉臺1和直線臂2；直線臂2上設置有直線導軌，所述直線導軌內(nèi)滑動設置有CCD攝像頭3；所述CCD攝像頭為基恩士IV-H2000MA型號一體式圖像識別傳感器。旋轉體7保證測量部件可傾斜一定的角度，以滿足工業(yè)機器人空間多個位姿的測量。回轉臺1與旋轉體7配合，完成平面內(nèi)任意點的精確坐標定位。直線臂2和旋轉體7可在水平面內(nèi)相對轉動。

實施例2

如實施例1所述的軌跡準確度重復性測量儀，所不同的是，所述回轉臺內(nèi)設置有滾珠軸承、圓光柵；回轉臺1通過滾珠軸承與旋轉體7連接；旋轉體7上端面固定設置有伺服電機，伺服電機的輸出軸與圓光柵連接。滾珠軸承選用7018AC型角接觸球軸承、圓光柵選用英國雷尼紹RESR20型號圓光柵；伺服電機為安川SGMJV-04ADE6E伺服電機；圓光柵和滾珠軸承是回轉體精度的核心，圓光柵可以精確測量回轉臺的回轉角度，滾珠軸承對回轉臺機直線臂起支撐作用減小回轉臺在回轉運動時的摩擦阻力。直驅電機通過電機端面法蘭用螺釘固定座立柱上端面。滾珠軸承和圓光柵安裝在回轉臺內(nèi)部，圓光柵與直驅電機的輸出軸用聯(lián)軸器相連接。通過圓光柵可以實時檢測到回轉臺的轉動角度。

實施例3

如實施例1所述的軌跡準確度重復性測量儀，所不同的是，旋轉體7的旋轉角度為0°～180°；所述旋轉角度是旋轉體7在豎直方向的中心軸與豎直平面的夾角。

實施例4

如實施例1所述的軌跡準確度重復性測量儀，所不同的是，所述旋轉體7上設置有刻度盤4，刻度盤4與旋轉體7同軸設置。刻度盤4為旋轉體7的手動調準裝置，操作時可以通過手動旋轉刻度盤4調整旋轉體7的俯仰角度以適應工業(yè)機器人在不同位姿狀態(tài)下的軌跡進度測試需求。

實施例5

如實施例1所述的軌跡準確度重復性測量儀，所不同的是，所述直線臂2包括直線導軌、同步帶輪、同步帶、光柵尺、電機和CCD攝像頭3；同步帶輪與同步帶配合連接；電機與同步帶輪連接；CCD攝像頭3固定設置在同步帶上；光柵尺為英國雷尼紹RGH25型號直線光柵尺。電機與同步帶輪連接帶動安裝于同步帶上的CCD攝像頭3移動，光柵尺實時測量同步帶上CCD攝像頭3的移動距離。

實施例6

如實施例1所述的軌跡準確度重復性測量儀，所不同的是，底座6、立柱5和旋轉體7兩兩之間可拆卸連接?？刹鹦兜倪B接方式，使該測量儀具有便攜式特點，各個部件都可以方便拆卸，并且能夠裝在工具箱內(nèi)。方便工業(yè)機器人在用戶現(xiàn)場的調試安裝和性能特性的驗收。

實施例7

如實施例1所述的軌跡準確度重復性測量儀，所不同的是，所述軌跡準確度重復性測量儀與電腦連接；所述電腦擴展卡槽內(nèi)配置有運動控制器；所述運動控制器為以歐姆龍PLC為主控系統(tǒng)的控制器。所述運動控制器完成各種軌跡運動以及精準定位，所述CCD攝像頭3保證運動中靶標圖像采集的質量，電腦中的測量軟件對每個位置的圖像進行匹配、定位將圖像中的微小偏移坐標與機體光柵坐標疊加起來，疊加起來的實際坐標與機器人的命令坐標進行比較，得出位置偏差的結論報告。

本實用新型所述軌跡準確度重復性測量儀，利用坐標測量機法對工業(yè)機器人的位姿準確性測量。姿態(tài)準確性包括指令位姿位置與實到位置集群重心之差和指令位姿位置與實位姿平均之差。在工業(yè)機器末端安裝一個發(fā)光標靶8，并將工業(yè)機器人置于測量儀的坐標系內(nèi)，測量儀的空間坐標是已知的，通過CCD攝像頭3成像，對準發(fā)光標靶8的靶心。工業(yè)機器人運行到某一個目標位置，測量儀拖動CCD攝像頭3尋找靶心，機器人的目標位置坐標和測量儀所運動目標位置坐標差用來評估工業(yè)機器人位姿準確性、重復性。