[实用新型]一种面向白车身在线测量的机器人温度补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型属于工业机器人技术领域，特别涉及一种面向白车身在线测量的机器人温度补偿装置。

背景技术

汽车白车身是汽车所有零部件的基本载体，是汽车具有动力性、舒适性、平顺性等性能的保证，同时也是汽车外观形象、外观质量的载体。白车身的制造尺寸精度直接影响汽车车身外形、空气动力性以及汽车的制造成本等，因此控制车身制造尺寸精度是提高车身质量、保持产品市场竞争力的必要条件之一。

工业机器人是白车身在线测量系统中的重要组成部分，同时也是系统精度传递链中的重要一环。工业机器人在连续高速运动过程中会产生非常明显的温度误差，即机器人经过一段时间连续的高速运动之后，机器人末端TCP(Tool Center Point，工具末端中心点)会产生非常明显的位置漂移。以臂展3m的工业机器人为例，以100％速度连续运动1小时后，对于同一个目标点，机器人末端TCP达到的位置变化最大可达0.5mm。如果仍按照理论运动学模型进行坐标转换，系统在车身坐标系下的测量结果将存在很大的误差，无法准确反映出车身尺寸变化。

机器人温度误差是由于机械臂温度变化引起杆件和关节膨胀变形，使模型参数改变从而导致定位误差增大，它既与机器人所处姿态有关又与温度变化有关。温度变化主要包括两个方面：一方面，机器人自身的往复运动会主动发热，如电机散热、齿轮和驱动带等机械构件相对运动摩擦生热；另一方面，环境温度的变化也会影响到机器人自身的热平衡状态，如四季交替带来的气候温差等。机器人温度误差是一种动态产生的误差，与机器人自身的热效应有关，在未到达热平衡状态之前是不断变化的。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有技术中白车身在线测量系统是实时测量系统，不能实现实时在线补偿的技术问题，提出了一种面向白车身在线测量系统中机器人温度误差补偿装置，可以解决白车身在线测量系统中机器人温度误差补偿问题，保证白车身在线测量系统的测量数据稳定可靠。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种面向白车身在线测量系统中机器人温度误差补偿装置，包括三组校准器，三组校准器分别是第一校准器、第二校准器和第三校准器，三组校准器以不同高低、不同远近的方式分布在工业机器人的基座附近；每个校准器包括三个基准球、托盘、碳纤维杆、保护套和底座，托盘为圆形，托盘的边缘处固定有三个基准球，碳纤维杆的一端垂直固定在托盘的中心，碳纤维杆的另一端垂直固定在底座上，在碳纤维杆外面套装一个保护套，底座和工业机器人的基座固定安装在同一个地基上。

作为优选，三个校准器的安装位置构成钝角等腰三角形。

作为优选，第二校准器的基准球的圆心所在高度比工业机器人的基座的高度高1000mm。

作为优选，第一校准器和第三校准器的基准球的圆心与机器人底座高度相同。

作为优选，第三校准器、第二校准器和第一校准器距离机器人基座的距离依次增大。

作为优选，基准球采用直径为1.5inch的碳化钨钢球，球面的粗糙度控制在20μm以内，球度控制在30μm以内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在工业机器人基座附近安装固定3组不同高低、不同远近分布的校准器，机器人在完成白车身测量循环后对3组校准器上的基准球进行测量，结合机器人温度误差补偿模型，可以补偿温度误差引起的机器人运动学参数误差，进而实现机器人温度误差补偿。

附图说明

图1是本实用新型的三个校准器的布置示意图；

图2是本实用新型的三个校准器的布置的俯视图；

图3是校准器的结构示意图；

图4是本温度补偿装置的工作流程图。

1-工业机器人；2-第一校准器；3-第二校准器；4-第三校准器；5-碳纤维杆；6-保护套；7-底座；8-托盘；9-基准球。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图与具体实施例对本实用新型作详细说明。