一种基于三坐标测量机的机器人位姿精度检测方法

1.本发明涉及机器人性能测试技术领域，具体是一种基于三坐标测量机的机器人位姿精度检测方法。


背景技术：

2.工业机器人，作为生产自动化的代表，被广泛应用与工业的各个领域，如汽车制造、化工等行业自动化生产线上的弧焊、点焊、搬运、包装等作业中。工业机器人在自动化生产中代替人完成高质量的工作，提高了产品的生产效率和质量，因此对工业机器人在运动时在空间上的准确定位和速度、加速度的大小要有严格的要求。一般情况下，工业机器人出厂的时候都需要进行位姿精度的校准，以及运动过程中速度和加速度的检测。
3.中国专利号cn104236543b提供一种用于工业机器人空间位姿精度和轨迹测量的拉线式测量系统和测量方法，测量系统包括工业机器人，测量组件包括定位圆盘，测量适配器，拉线编码器，数据线，数据采集卡和计算终端；本发明采用拉线编码器作为测量的主体，利用拉线编码器的测试线缆长度来换算机器人末端执行器上的点位坐标值变化，适用于工业现场，测试设备使用寿命长，机器人运动空间大，且测得的数据准确性高。
4.目前，现有工业机器人性能测试方法测试精度较低，影响后续工业机器人的应用，同时现有工业机器人性能测试方法空间检测实现难度大，因此亟需研发一种基于三坐标测量机的机器人位姿精度检测方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于三坐标测量机的机器人位姿精度检测方法，以解决上述背景技术中提出的现有工业机器人性能测试方法精度较低与空间检测实现难度大的问题。
6.本发明的技术方案是：一种基于三坐标测量机的机器人位姿精度检测方法，包括以下步骤：s1.初步准备：首先准备好检测设备，而后再对检测设备进行自检与校准，而后再将待检测的机器人安装在校准好的检测设备上；s2.操作检测：待上一步准备好后，启动检测设备对机器人初步进行检测，并记录数据，而后在根据控制指令控制机器人运动，并且随着机器人运动启动检测设备对机器人位姿进行检测，并记录数据；s3.重复步骤：待上一步检测结束后，重复上述检测步骤对机器人进行多次检测，并记录检测数据；s4.数据处理：将上述步骤检测数据进行分类，而后再将分类好的数据进行归纳处理，之后将数据输入数学模型进行计算，而后将数据与计算结果制成曲线图，而且可以根据机器人运作轨迹数据制作三维动画模型，以便于后续进行动画演示。
7.进一步地，所述s1中检测设备包括三坐标测量机、定位器、激光追踪仪。
8.进一步地，所述定位器安装在机器人主要运动结构上，且配合激光追踪仪用于检测机器人运作轨迹。
9.进一步地，所述机器人主要运动结构包括运动关节点、执行结构及驱动结构。
10.进一步地，s1中检测设备置于洁净室中，且洁净室采用低级别、较为干燥的净室。
11.进一步地，所述s2中以机器人动作步骤为基础进行检测，且检测方式为：机器人完成一个动作就检测一次。
12.进一步地，所述s2中检测数据包括机器人初始位姿数据、每个动作产生的位姿数据、每个动作需要的时间、机器人执行后需要的总时间。
13.进一步地，所述s3中重复次数为3-5次。
14.进一步地，所述s4中数据计算采用stewart数学模型计算方法。
15.进一步地，所述s4中三维模型建模软件为proe、ug、solidworks等其他软件，且采用其中的一种进行建模演示。
16.本发明通过改进在此提供一种基于三坐标测量机的机器人位姿精度检测方法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：（1）本发明通过设置的检测设备，该检测设备通过三坐标测量机可以实现对机器人位姿的精确检测，同时配合定位器、激光追踪仪可以检测机器人运动的轨迹，以便于提高对机器人测试的精度，同时可以降低空间检测的难度。
17.（2）本发明所设计的数据处理方式，在使用该方式对数据处理后可以得到误差较小的数据计算结果，同时可以得到演示模型，提高后续该方法的演示能力，以便于后续教育学徒或者检修机器人。
18.（3）本发明所设计的检测环境，在检测时将该检测设备放入洁净室内部，可以避免空气中水分、灰尘等杂质影响检测设备对机器人的检测结果，可以提高检测精度。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
20.下面将结合附图1对本发明进行详细说明，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
21.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.本发明通过改进在此提供一种基于三坐标测量机的机器人位姿精度检测方法，如图1所示，包括以下步骤：s1.初步准备：首先准备好检测设备，检测设备包括三坐标测量机、定位器、激光追踪仪，而后再将检测设备放入低级别、较为干燥的洁净室中，之后再根据操作步骤对检测设备进行自检与校准，而后再将待检测的机器人安装在校准好的检测设备上，此时可以将机器人安装在三坐标测量机上，将定位器安装在机器人主要运动结构上；s2.操作检测：待上一步准备好后，启动检测设备对机器人初步进行检测，并记录数据，而后在根据控制指令控制机器人运动，并且随着机器人运动启动检测设备对机器人位姿进行检测，此时检测方法以机器人动作步骤为基础进行检测，且检测方式为：机器人完成一个动作就检测一次，并记录机器人初始位姿数据、每个动作产生的位姿数据、每个动作需要的时间及机器人执行后需要的总时间；s3.重复步骤：待上一步检测结束后，重复5次上述检测步骤对机器人进行多次检测，并记录检测数据；s4.数据处理：将上述步骤检测数据进行分类，而后再将分类好的数据进行归纳处理，之后将数据输入stewart数学模型进行计算，而后将数据与计算结果制成曲线图，而且可以根据机器人运作轨迹数据以三维建模软件制作三维动画模型，以便于后续进行动画演示。
24.进一步地，所述机器人主要运动结构包括运动关节点、执行结构及驱动结构。
25.进一步地，所述s4中三维模型建模软件为proe、ug、solidworks等其他软件，且采用其中的一种进行建模演示。
26.工作原理：s1.初步准备：首先准备好检测设备，检测设备包括三坐标测量机、定位器、激光追踪仪，而后再将检测设备放入低级别、较为干燥的洁净室中，之后再根据操作步骤对检测设备进行自检与校准，而后再将待检测的机器人安装在校准好的检测设备上，此时可以将机器人安装在三坐标测量机上，将定位器安装在机器人主要运动结构上；s2.操作检测：待上一步准备好后，启动检测设备对机器人初步进行检测，并记录数据，而后在根据控制指令控制机器人运动，并且随着机器人运动启动检测设备对机器人位姿进行检测，此时检测方法以机器人动作步骤为基础进行检测，且检测方式为：机器人完成一个动作就检测一次，并记录机器人初始位姿数据、每个动作产生的位姿数据、每个动作需要的时间及机器人执行后需要的总时间；s3.重复步骤：待上一步检测结束后，重复5次上述检测步骤对机器人进行多次检测，并记录检测数据；s4.数据处理：将上述步骤检测数据进行分类，而后再将分类好的数据进行归纳处理，之后将数据输入stewart数学模型进行计算，而后将数据与计算结果制成曲线图，而且可以根据机器人运作轨迹数据以三维建模软件制作三维动画模型，以便于后续进行动画演示。
27.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。