一种码垛机器人磨损和变形检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种码垛机器人磨损和变形检测方法，在码垛机器人的基座和机械臂分别安装有激光对射传感器，所述的激光对射传感器包括有激光发射器和窄束激光接收器，所述的激光传感器信号线与机器人控制器相连，能将激光检测信号传输给机器人控制器，通过对设定三个测量位置的重复测量，以确认机器人是否确实出现磨损或误差、并计算出误差的大小，根据误差的大小给出定量的误差报告和预测维护要求的报告。
【专利说明】-种码垛机器人磨损和变形检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及码垛机器人【技术领域】，尤其涉及一种码垛机器人磨损和变形检测方 法。
【背景技术】
[0002] 码垛机器人是一种四连杆机器人系统，出于成本考虑机器人一般采用半闭环控制 方式，也就是只在在伺服电机上安装编码器测量机器人的动作位置，而在机器人本体上并 没有传感器系统、当机器人出现磨损、变形等状况时机器人控制系统根据伺服电机编码机 计算得到的机器人本体执行位置与机器人本体实际到达的位置就会出现偏差，目前的码垛 机器人的控制系统没有有效的手段发现这一偏差，当这种偏差积累到一定程度的时候可能 会引发故障。
[0003] 机器人维护是所有机器人生产厂家重要的售后内容也是机器人成本的重要组成 部分。一般而言人工判断机器人需要维护的基本判断依据是机器人工作时振动加大，对应 的厂家将更换同步带等配件、锁紧紧固件等方法进行维护保持机器人的良好工作状态，实 际上由于厂家技术人员不可能始终在现场因此这种方式是在工作现场是不可行的，只能采 用定期维护的方式，码垛机器人实际使用环境差异非常大如果都按照最短维护间隔定期对 机器人进行维护，对机器人生产厂商是一个巨大的成本支出。如果通过机器人自检并预测 维护需要不仅能有效减少机器人维护次数降低维护成本而且能减少偶发故障的发生、大幅 度降低机器人生产厂商成本。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种码垛机器人磨损和变形检测方法，降低机器人的维护 难度和要求、系统设备简单成本低廉、性能可靠有效。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案： 码垛机器人磨损和变形检测方法，包括以下步骤： 步骤1 : 在码垛机器人的基座和机械臂分别安装有激光对射传感器，所述的激光对射传感器包 括有激光发射器和窄束激光接收器，所述的激光传感器信号线与机器人控制器相连，能将 激光检测信号传输给机器人控制器。
[0006] 步骤 2 : 设置测量点；第一个测量点：机器人控制器控制机器人以特定的加速度和轨迹运动通 过第一测量位置，激光发射器发射的激光束与窄束激光接收器对准，激光传感器能够接收 到激光发射器发射的激光束机器人控制器接收到激光检测信号；第二个测量点：机器人控 制器控制机器人继续特定的加速度和轨迹运动通过第二个测量点，第一个测量点到第二个 测量点距离为L*sin (a)/2,其中L为激光发射器和窄束激光接收器之间的直线距离、sin (a)是激光发射角度的正弦数值；到达第二测量点位置时，激光传感器能够接收到激光发射 器发射的激光束。第三个测量点：机器人控制器控制机器人继续以特定的加速度和轨迹运 动通过第三测量点、第二个测量点到第三个测量点距离为L*sin (a)/2、激光传感器无法接 收到激光发射器发射的激光束。
[0007] 步骤 3 : 重复步骤2的检测过程，采集信号变换信息。
[0008] 步骤 4 : 所述的步骤3中的信号信息变换信息与正常工作状态不同，机器人控制器控制机器人 以不同运动加速度反复重复上述检测，以确认机器人是否确实出现磨损或误差、并计算出 误差的大小。
[0009] 步骤 5 : 根据所述的步骤4得出的误差的大小给出定量的误差报告和预测维护要求的报告。
[0010] 所述的激光对射传感器的响应时间< lms，其指向角< 3°。
[0011] 本发明的有益效果： 本发明在机器人本体的基座和手臂末端各安装一个激光对射传感器，在机器人运动过 程中、当机器人手臂末端运动到基座对应位置时对射传感器响应、手臂移出对应位置时激 光对射传感器无响应，通过这种方式动态的测量机器人手臂与基座之间运行的同步性、通 过动态条件下同步性的变化量推断机器人手臂的磨损和变形，对机器人系统的故障可能性 做出预测，降低机器人的维护难度和要求、系统设备简单成本低廉、性能可靠有效。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本发明的示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面，结合图1对本发明做进一步说明。
[0014] 如图1所示在码垛机器人的基座和机械臂分别安装有激光对射传感器，所述的激 光对射传感器包括有激光发射器和窄束激光接收器，所述的激光传感器信号线与机器人控 制器相连，能将激光检测信号传输给机器人控制器。
[0015] 第一个测量点：机器人控制器控制机器人以特定的加速度和轨迹运动通过第一测 量位置，激光发射器发射的激光束与窄束激光接收器对准，激光传感器能够接收到激光发 射器发射的激光束机器人控制器接收到激光检测信号；第二个测量点：机器人控制器控制 机器人继续特定的加速度和轨迹运动通过第二个测量点，第一个测量点到第二个测量点距 离为L*sin (a) /2，其中L为激光发射器和窄束激光接收器之间的直线距离、sin (a)是 激光发射角度的正弦数值；到达第二测量点位置时，激光传感器能够接收到激光发射器发 射的激光束。第三个测量点：机器人控制器控制机器人继续以特定的加速度和轨迹运动通 过第三测量点、第二个测量点到第三个测量点距离为L*sin (a)/2、激光传感器无法接收到 激光发射器发射的激光束。
[0016] 重复步骤2的检测过程，采集信号变换信息。
[0017] 所述的步骤3中的信号信息变换信息与正常工作状态不同，机器人控制器控制机 器人以不同运动加速度反复重复上述检测，以确认机器人是否确实出现磨损或误差、并计 算出误差的大小。
[0018] 根据误差的大小出定量的误差报告和预测维护要求的报告。
[0019] 以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管 本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术 人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范 围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
【权利要求】
1. 码垛机器人磨损和变形检测方法，包括以下步骤： 步骤1 : 在码垛机器人的基座和机械臂分别安装有激光对射传感器，所述的激光对射传感器包 括有激光发射器和窄束激光接收器，所述的激光传感器信号线与机器人控制器相连，能将 激光检测信号传输给机器人控制器。 步骤2 : 设置测量点；第一个测量点：机器人控制器控制机器人以特定的加速度和轨迹运动通 过第一测量位置，激光发射器发射的激光束与窄束激光接收器对准，激光传感器能够接收 到激光发射器发射的激光束机器人控制器接收到激光检测信号；第二个测量点：机器人控 制器控制机器人继续特定的加速度和轨迹运动通过第二个测量点，第一个测量点到第二个 测量点距离为L*sin (a)/2,其中L为激光发射器和窄束激光接收器之间的直线距离、sin (a)是激光发射角度的正弦数值；到达第二测量点位置时，激光传感器能够接收到激光发射 器发射的激光束。第三个测量点：机器人控制器控制机器人继续以特定的加速度和轨迹运 动通过第三测量点、第二个测量点到第三个测量点距离为L*sin (a)/2、激光传感器无法接 收到激光发射器发射的激光束。 步骤3 : 重复步骤2的检测过程，采集信号变换信息。 步骤4 : 所述的步骤3中的信号信息变换信息与正常工作状态不同，机器人控制器控制机器人 以不同运动加速度反复重复上述检测，以确认机器人是否确实出现磨损或误差、并计算出 误差的大小。 步骤5 : 根据所述的步骤4得出的误差的大小给出定量的误差报告和预测维护要求的报告。
2. 如权利要求1所述的码垛机器人磨损和变形检测方法，其特征在于：所述的激光对 射传感器的响应时间< lms，其指向角<3°。
【文档编号】G01B11/16GK104089576SQ201410324826
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】董子房 申请人:合肥奥博特自动化设备有限公司