[发明专利]机械臂末端重复定位精度测量装置与方法

说明书

本发明提供了一种机械臂末端重复定位精度测量装置，包含激光发射结构、接光屏(3)、摄像机以及位移调节装置；激光发射结构安装在机械臂末端，接光屏(3)安装在位移调节装置上；激光发射结构发出的激光射线能够在接光屏(3)上形成光斑；摄像机能够拍摄到接光屏(3)上的光斑。相应地，本发明还提供了一种机械臂末端重复定位精度测量方法。本发明与现有设备相比，装置结构简单，安装方便，通过高清相机弥补光学设备昂贵的缺点，使用高精度的编码器使重复定位精度得到保证，能适应很多需要快速得到重复定位精度的场合。

技术领域

本发明涉及工业自动化控制领域，具体地，涉及一种机械臂末端重复定位精度测量装置与方法。

背景技术

机械臂是具有模仿人类手臂功能并可完成各种作业的自动控制设备，其在工业生产、商业农业、航空航天等领域都有重要而又广泛的用途。重复定位精度是机械臂的重要性能指标。机械臂在长时间运行过程中，由于机械臂各种部件的磨损及老化，其重复定位精度将不断降低。随着当前工业产品设计、加工的精细程度不断提高，对机械臂的重复定位精度的要求也不断提升，生产中需要保证机械臂的重复定位精度保持在要求的范围之内，为了达到此目标，首先要做的就是测量机械臂的重复定位精度。目前常用的机械臂末端空间重复定位精度的测量方法主要有拉线编码器测量法和双目视觉测量等方法。但是拉线编码器机构复杂，操作不便；双目视觉测量价格较高，精度较低。因此设计一种操作简便，成本低，精度达到机器人检测标准的工业机器人重复定位精度装置是十分有必要的。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种机械臂末端重复定位精度测量装置与方法。

根据本发明提供的机械臂末端重复定位精度测量装置，包含激光发射结构、接光屏、摄像机以及位移调节装置；

激光发射结构安装在机械臂末端，接光屏安装在位移调节装置上；激光发射结构发出的激光射线能够在接光屏上形成光斑；摄像机能够拍摄到接光屏上的光斑。

优选地，激光发射结构包含夹持装置与激光发射器；

多个激光发射器安装在夹持装置上，多个激光发射器之间存在安装夹角，多个激光发射器的中轴线相交。

优选地，所述摄像机包含高清摄像机；所述位移调节装置包含竖直导轨；

所述高清摄像机位于接光屏上方，高清摄像机的镜头与接光屏平行布置。

优选地，还包含计算机，所述计算机与高清摄像机相连。

优选地，所述计算机包含以下模块：

图像模块：获取高清摄像机拍摄的照片，对照片进行图像处理，提取得到光斑坐标信息；

定位模块：根据光斑坐标信息，计算获得重复定位精度。

本发明还提供了一种机械臂末端重复定位精度测量方法，包含以下步骤：

组装准备步骤：对机械臂末端重复定位精度测量装置进行组装，使机械臂末端到达设定位置，使激光发射器发出的激光射线在接光屏上形成光斑；

组合拍摄步骤，所述组合拍摄步骤包含以下步骤：

步骤S1：令高清摄像机拍摄接光屏在第一高度下带有光斑的照片Q1；

步骤S2：调节竖直导轨，令高清摄像机拍摄接光屏在第二高度下带有光斑的照片Q2；

末端位置计算步骤：根据照片Q1上光斑的坐标、照片Q2上光斑的坐标以及接光屏的高度信息计算得到机械臂末端位置。

优选地，还包含以下步骤：

测试次数判定步骤：判断机械臂末端位置的计算次数是否达到了设定次数，若否，返回执行组合拍摄步骤；若是，执行重复定位精度计算步骤；