工业机器人可靠性试验方法及装置与流程

文档序号:13265471研发日期:2017年阅读:528来源:国知局
技术简介:
本专利针对工业机器人在复杂环境下轨迹精度不足的问题,提出通过步入式实验室与隔热容器内的激光跟踪仪协同测试的方案。利用控制器发送轨迹信号触发机器人运动,激光跟踪仪实时捕捉反射信号并计算轨迹精度,同时设置多等级应力(如温度、振动)进行可靠性验证,有效提升测试准确性与机器人运行稳定性。
关键词:工业机器人,轨迹精度测试

本发明涉及工业控制技术领域,尤其涉及工业机器人可靠性试验方法及装置。



背景技术:

随着科技的发展和工业技术的进步,工业机器人的应用越来越广泛。工业机器人是一种多关节机械手或多自由度的机器装置,它依靠自身动力和控制能力来实现各种控制功能。通常,工业机器人包括工业机器人本体、驱动系统和控制系统三个部分。工业机器人本体主要包括机座、臂部、腕部、手部和行走机构。驱动系统包括动力装置和传动机构,主要用来驱动执行机构产生相应的动作,控制系统是按照驱动系统的指令对执行机构发出信号,并进行控制。

大多数工业机器人有3~6个运动自由度,其中,腕部通常有1~3个运动自由度。工业机器人在执行操作的过程中,通常会在较大空间范围内进行运动,以在工业生产过程中完成对各个生产过程的衔接以及控制。而工业机器人控制的可靠性主要体现在其运动精度上。现有的生产过程中,常常出现工业机器人因运动精度不够,导致其控制能力减弱,各个生产过程无法得以有效控制,从而致使生产过程脱节的现象。

综上,目前关于工业机器人的运动精度无法精确实现的问题,尚无有效的解决办法。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供了工业机器人可靠性试验方法及装置,通过对工业机器人轨迹精度的测试,提高了工业机器人的可靠性。

第一方面,本发明实施例提供了工业机器人可靠性试验方法,包括:

工业机器人在接收到控制器发送的轨迹测试信号后开始运动,其中,工业机器人设置在步入式实验室内;

激光跟踪仪向工业机器人发送轨迹捕捉信号,其中,激光跟踪仪设置在隔热透明的容器内,且,隔热透明的容器也设置在步入式实验室内;

激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,且,根据轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度。

结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,工业机器人在接收到控制器发送的轨迹测试信号后开始运动,其中,工业机器人设置在步入式实验室内包括:

工业机器人预先设置在步入式实验室内,且,运动范围为步入式实验室内;

工业机器人接收控制器发送的轨迹测试信号,其中,控制器设置在步入式实验室外;

工业机器人在轨迹测试信号的控制下开始运动。

结合第一方面的第一种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,激光跟踪仪向工业机器人发送轨迹捕捉信号,其中,激光跟踪仪设置在隔热透明的容器内,且,隔热透明的容器也设置在步入式实验室内包括:

隔热透明的容器预先设置在步入式实验室内,且,隔热透明的容器内的温度为25摄氏度;

激光跟踪仪预先设置在隔热透明的容器内,且,激光跟踪仪包括相连接的光源发生器和接收靶球,其中,接收靶球设置在工业机器人上;

光源发生器向工业机器人发送轨迹捕捉信号。

结合第一方面的第二种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,且,根据轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度包括:

激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,其中,轨迹捕捉信号为接收靶球在接收到轨迹捕捉信号后进行反射的;

激光跟踪仪根据工业机器人的运动时间、轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度。

结合第一方面的第三种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,方法还包括:

激光跟踪仪为轨迹捕捉信号设置不同等级的应力。

第二方面,本发明实施例提供了工业机器人可靠性试验装置,包括:

运动开启模块,用于工业机器人在接收到控制器发送的轨迹测试信号后开始运动,其中,工业机器人设置在步入式实验室内;

轨迹捕捉模块,用于激光跟踪仪向工业机器人发送轨迹捕捉信号,其中,激光跟踪仪设置在隔热透明的容器内,且,隔热透明的容器也设置在步入式实验室内;

精度计算模块,用于激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,且,根据轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度。

结合第二方面,本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式,其中,运动开启模块包括:

预先设置单元,用于工业机器人预先设置在步入式实验室内,且,运动范围为步入式实验室内;

发送单元,用于工业机器人接收控制器发送的轨迹测试信号,其中,控制器设置在步入式实验室外;

运动启动单元,用于工业机器人在轨迹测试信号的控制下开始运动。

结合第二方面的第一种可能的实施方式,本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式,其中,轨迹捕捉模块包括:

容器设置单元,用于隔热透明的容器预先设置在步入式实验室内,且,隔热透明的容器内的温度为25摄氏度;

激光跟踪仪设置单元,用于激光跟踪仪预先设置在隔热透明的容器内,且,激光跟踪仪包括相连接的光源发生器和接收靶球,其中,接收靶球设置在工业机器人上;

捕捉单元,用于光源发生器向工业机器人发送轨迹捕捉信号。

结合第二方面的第二种可能的实施方式,本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式,其中,精度计算模块包括:

接收单元,用于激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,其中,轨迹捕捉信号为接收靶球在接收到轨迹捕捉信号后进行反射的;

轨迹精度计算单元,用于激光跟踪仪根据工业机器人的运动时间、轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度。

结合第二方面的第三种可能的实施方式,本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式,其中,还包括:

应力设置模块,用于激光跟踪仪为轨迹捕捉信号设置不同等级的应力。

本发明实施例提供的工业机器人可靠性试验方法及装置,其中,该工业机器人可靠性试验方法包括:首先,工业机器人在接收到控制器发送的轨迹测试信号后开始运动,其中,工业机器人设置在步入式实验室内,其次,激光跟踪仪向工业机器人发送轨迹捕捉信号,其中,激光跟踪仪设置在隔热透明的容器内,并且,隔热透明的容器也设置在步入式实验室内,之后,激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,并且,激光跟踪仪还能够根据轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度,通过上述处理过程,实现了对工业机器人运动精度的有效控制,保障了工业机器人运行的可靠性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的工业机器人可靠性试验方法的流程图;

图2示出了本发明实施例所提供的工业机器人可靠性试验装置的连接图;

图3示出了本发明实施例所提供的工业机器人可靠性试验装置的结构框架图;

图4示出了本发明实施例所提供的工业机器人可靠性试验装置的结构连接图。

图标:1-运动开启模块;2-轨迹捕捉模块;3-精度计算模块;11-预先设置单元;12-发送单元;13-运动启动单元;21-容器设置单元;22-激光跟踪仪设置单元;23-捕捉单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

常用的工业机器人包括工业机器人本体、驱动系统和控制系统三个部分。工业机器人本体中主要包括机座、臂部、腕部、手部和行走机构;驱动系统中包括动力装置和传动机构,主要用来驱动执行机构产生相应的动作;控制系统是按照驱动系统的指令对执行机构发出信号,并进行控制。通过上述工业机器人本体、驱动系统和控制系统的协同作业实现工业机器人的整体运动。实际操作过程中,工业机器人通常会在较大空间范围内进行运动,因此,工业机器人控制的可靠性主要体现在其运动精度上,现有的生产过程中,常常出现工业机器人因运动精度不够导致其控制能力减弱的问题,严重时致使生产过程脱节。

基于此,本发明实施例提供了工业机器人可靠性试验方法及装置,下面通过实施例进行描述。

实施例1

参见图1,本实施例提出的工业机器人可靠性试验方法具体包括以下步骤:

步骤s101:工业机器人在接收到控制器发送的轨迹测试信号后开始运动,其中,工业机器人设置在步入式实验室内,这里需要进行说明的是,在该方法中的步入式实验室为250平方米,以保障工业机器人能有足够大的运动空间。

步骤s102:激光跟踪仪向工业机器人发送轨迹捕捉信号,其中,激光跟踪仪设置在隔热透明的容器内,并且,隔热透明的容器也设置在步入式实验室内。这里需要进行说明的是,通常,隔热透明的容器为隔热玻璃小屋,在该隔热玻璃小屋内的温度保持恒定,隔热玻璃小屋的形状和体积可根据实际情况进行灵活设定。

步骤s103:激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,并且,根据轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度。即利用激光跟踪仪和运动的工业机器人之间的信号传递来计算工业机器人的轨迹精度。

下面对上述各个步骤中的内容进行详细阐述,其中,步骤s101中的工业机器人在接收到控制器发送的轨迹测试信号后开始运动,其中,工业机器人设置在步入式实验室内具体包括:

(1)工业机器人预先设置在步入式实验室内,并且,运动范围为步入式实验室内。在测试过程中,为了避免工业机器人自身的故障所带来的影响,可设置多个工业机器人来进行测试。

(2)工业机器人接收控制器发送的轨迹测试信号,其中,控制器设置在步入式实验室外,以方便外部对控制器进行操控。

(3)工业机器人在轨迹测试信号的控制下开始运动,即在接收到控制器发出的轨迹测试信号后工业机器人开始进行运动。

步骤s102中的激光跟踪仪向工业机器人发送轨迹捕捉信号,其中,激光跟踪仪设置在隔热透明的容器内,并且,隔热透明的容器也设置在步入式实验室内具体包括:

(1)隔热透明的容器预先设置在步入式实验室内,并且,隔热透明的容器内的温度为25摄氏度,这里需要进行说明的是,由于,激光跟踪仪向外发射的轨迹捕捉信号为光信号,光信号容易受到温度的干扰。因此,将隔热透明的容器内的温度为25摄氏度,以保证测试的准确性。

(2)激光跟踪仪预先设置在隔热透明的容器内,并且,激光跟踪仪包括相连接的光源发生器和接收靶球,接收靶球设置在工业机器人上,工作时,光源发生器在隔热透明的容器内,并负责向工业机器人发送轨迹捕捉信号。

(3)光源发生器向工业机器人发送轨迹捕捉信号。

步骤s103中的激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,并且,根据轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度包括:

(1)激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,其中,轨迹捕捉信号为接收靶球在接收到轨迹捕捉信号后进行反射的。即接收靶球在接收到轨迹捕捉信号后能够向激光跟踪仪发射回轨迹回传信号。

(2)激光跟踪仪根据工业机器人的运动时间、轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度。即激光跟踪仪根据上述轨迹捕捉信号的发送时刻及位置、上述轨迹回传信号的发送时刻及位置等来计算工业机器人的运动轨迹以及轨迹精度。

此外,工业机器人可靠性试验方法还包括:激光跟踪仪为轨迹捕捉信号设置不同等级的应力。这里需要进行说明的是,应力包括温度、振动、载荷等涉及工业机器人运动的各种因素,在此,以温度为例进行说明,将要测试的温度范围分成至少4个等级应力,每级应力失效数不少于3个。应力起始点到最高点之间分成3段到6段,试验前需确定应力步长的最小和最大值。

综上所述,本实施例提供的工业机器人可靠性试验方法包括:首先是工业机器人在接收到控制器发送的轨迹测试信号后开始运动,其中,工业机器人预先设置在步入式实验室内,之后,激光跟踪仪向工业机器人发送轨迹捕捉信号,其中,激光跟踪仪设置在隔热透明的容器内,并且,隔热透明的容器也设置在步入式实验室内,之后,激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,并且,激光跟踪仪能够根据轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度,通过上述处理过程实现了对工业机器人轨迹精度的可靠性测试。

实施例2

参见图2、图3和图4,本实施例提供了工业机器人可靠性试验装置包括:依次相连的运动开启模块1、轨迹捕捉模块2和精度计算模块3,使用时,运动开启模块1用于工业机器人在接收到控制器发送的轨迹测试信号后开始运动,其中,工业机器人设置在步入式实验室内,轨迹捕捉模块2用于激光跟踪仪向工业机器人发送轨迹捕捉信号,其中,激光跟踪仪设置在隔热透明的容器内,并且,隔热透明的容器也设置在步入式实验室内,精度计算模块3用于激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,并且,根据轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度。

其中,运动开启模块1包括:预先设置单元11用于工业机器人预先设置在步入式实验室内,并且,运动范围为步入式实验室内,发送单元12用于工业机器人接收控制器发送的轨迹测试信号,其中,控制器设置在步入式实验室外,运动启动单元13用于工业机器人在轨迹测试信号的控制下开始运动。

其中,轨迹捕捉模块2包括:容器设置单元21用于隔热透明的容器预先设置在步入式实验室内,并且,隔热透明的容器内的温度为25摄氏度,激光跟踪仪设置单元22用于激光跟踪仪预先设置在隔热透明的容器内,并且,激光跟踪仪包括相连接的光源发生器和接收靶球,其中,接收靶球设置在工业机器人上,捕捉单元23用于光源发生器向工业机器人发送轨迹捕捉信号。

其中,精度计算模块3包括:接收单元用于激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,其中,轨迹捕捉信号为接收靶球在接收到轨迹捕捉信号后进行反射的,轨迹精度计算单元用于激光跟踪仪根据工业机器人的运动时间、轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度。

此外,工业机器人可靠性试验装置还包括:应力设置模块用于激光跟踪仪为轨迹捕捉信号设置不同等级的应力。

综上所述,本实施例提供的工业机器人可靠性试验装置包括:依次相连的运动开启模块1、轨迹捕捉模块2和精度计算模块3,使用时,运动开启模块1用于工业机器人在接收到控制器发送的轨迹测试信号后开始运动,其中,工业机器人设置在步入式实验室内,轨迹捕捉模块2用于激光跟踪仪向工业机器人发送轨迹捕捉信号,其中,激光跟踪仪设置在隔热透明的容器内,并且,隔热透明的容器也设置在步入式实验室内,精度计算模块3用于激光跟踪仪接收工业机器人反射回来的轨迹回传信号,并且,根据轨迹回传信号计算工业机器人的轨迹精度,通过上述各个模块的设置,特别是激光跟踪仪对工业机器人轨迹的追踪,实现了对工业机器人运行精度的可靠性测试。

最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换,而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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