[發(fā)明專利]一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸線偏差測(cè)試方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110769227.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-07
• 公開（公告）號(hào): CN113681592A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王文款;儲(chǔ)華龍;李曉光;李澎;馮海生;賀軍杰;苗想亮;胡國呈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 埃夫特智能裝備股份有限公司
• 主分類號(hào): B25J19/00
• 分類號(hào): B25J19/00
• 代理公司: 北京匯信合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 王帥

1.一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸線偏差測(cè)試方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

S1：機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍確定；

S2：機(jī)器人測(cè)試位姿調(diào)整；

S3：關(guān)節(jié)軸線偏差測(cè)試靶球安裝；

S4：數(shù)據(jù)采集與校驗(yàn)；

S5：機(jī)器人關(guān)節(jié)軸線偏差計(jì)算結(jié)果輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸線偏差測(cè)試方法，其特征在于：所述的步驟S1在測(cè)試前應(yīng)確保測(cè)試靶球安裝位置合理、激光跟蹤儀不丟光以及機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍應(yīng)盡可能擴(kuò)大，靶球安裝位置合理是為了保證靶球不脫落、不丟光、不干涉；激光跟蹤儀不丟光是為了保證測(cè)試數(shù)據(jù)合理；機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍擴(kuò)大是為了保證測(cè)試數(shù)據(jù)樣本便于擬合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸線偏差測(cè)試方法，其特征在于：所述的步驟S2為保證測(cè)試過程不丟光、測(cè)試范圍較大，同時(shí)降低機(jī)器人因重力作用對(duì)關(guān)節(jié)施加傾覆力矩，從而導(dǎo)致關(guān)節(jié)軸線測(cè)試結(jié)果不合理的情況，測(cè)試各關(guān)節(jié)軸線時(shí)，需要將其余關(guān)節(jié)調(diào)整至指定位置，具體包括以下步驟：

a、機(jī)器人J1測(cè)試時(shí)，J2-J6關(guān)節(jié)位置需調(diào)整至指定位置；

b、機(jī)器人J2測(cè)試時(shí)，J1、J3-J6關(guān)節(jié)位置需調(diào)整至指定位置；

c、機(jī)器人J3、J4、J5、J6測(cè)試時(shí)，同理即可。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸線偏差測(cè)試方法，其特征在于：所述的步驟S3由于后期數(shù)據(jù)處理需進(jìn)行不同圓弧軌跡擬合及關(guān)節(jié)軸線擬合計(jì)算，最終獲取最優(yōu)擬合結(jié)果，因此需要對(duì)各關(guān)節(jié)不同位置進(jìn)行圓弧軌跡測(cè)試，每次測(cè)試位置避免因過于接近導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)量，靶球安裝位置需結(jié)合測(cè)試位置、測(cè)量范圍以及避免丟光的可能性進(jìn)行安裝。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸線偏差測(cè)試方法，其特征在于：所述的步驟S4具體步驟如下：

a、采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后期優(yōu)先選取最小二乘法進(jìn)行圓心數(shù)據(jù)擬合，同時(shí)為保證盡可能采集大范圍圓弧軌跡數(shù)據(jù)，需要在測(cè)試中借助人為手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)試靶球；

b、測(cè)試過程應(yīng)至少保證各個(gè)關(guān)節(jié)測(cè)試位置不少于2-3個(gè)，以供后續(xù)數(shù)據(jù)分析使用；

c、測(cè)試數(shù)據(jù)有必要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，首先分析笛卡爾坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)是否保證了數(shù)據(jù)采集循環(huán)的穩(wěn)定性，部分?jǐn)?shù)據(jù)可能因?yàn)榭陀^因素導(dǎo)致數(shù)據(jù)循環(huán)結(jié)果出現(xiàn)偏差，在此基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，借助matlab計(jì)算測(cè)試數(shù)據(jù)是否符合正太分布。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸線偏差測(cè)試方法，其特征在于：所述的步驟S4的a中，基于此需要對(duì)人為轉(zhuǎn)動(dòng)靶球引入的人為誤差進(jìn)行驗(yàn)證，因此在預(yù)實(shí)驗(yàn)過程中，固定機(jī)器人并轉(zhuǎn)動(dòng)靶球，即機(jī)器人伺服抱閘，借助激光跟蹤儀采集靶球轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)，并借助RoboTL軟件現(xiàn)場(chǎng)對(duì)靶球數(shù)據(jù)進(jìn)行位置準(zhǔn)確度與位置重復(fù)性計(jì)算，計(jì)算結(jié)果控制在20μm合理范圍內(nèi)認(rèn)為靶球旋轉(zhuǎn)操作合理，可用于大范圍關(guān)節(jié)軸線實(shí)測(cè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸線偏差測(cè)試方法，其特征在于：所述的步驟S4的b中，測(cè)試J4關(guān)節(jié)軸線過程中，為降低J1關(guān)節(jié)、J2關(guān)節(jié)與J3關(guān)節(jié)幾何誤差與非幾何誤差的引入，需在前3個(gè)關(guān)節(jié)測(cè)試結(jié)束后保持當(dāng)前姿態(tài)不變后進(jìn)行J4關(guān)節(jié)軸線測(cè)試；此外J5、J6關(guān)節(jié)因幾何尺寸的局限性，必須借助小型工裝進(jìn)行靶球安裝與實(shí)測(cè)，工裝剛度要求在合理范圍內(nèi)，規(guī)避工裝引入的非幾何誤差。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)軸線偏差測(cè)試方法，其特征在于：所述的步驟S4的c中，該正態(tài)分布主要針對(duì)的并不是笛卡爾坐標(biāo)系下的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，而是基于實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，擬合該實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中心平面，計(jì)算實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)投影到該中心平面的距離，對(duì)平面距離進(jìn)行正態(tài)分布分析，若某些測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布趨勢(shì)，即使單從圓心擬合結(jié)果無法直接判斷擬合結(jié)果的準(zhǔn)確性，但其正態(tài)分布結(jié)果顯然不符合理想正太分布趨勢(shì)，應(yīng)立即對(duì)該關(guān)節(jié)軸線重測(cè)，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的合理性。