[发明专利]一种串联机械臂重复定位精度可靠性试验装置及方法

说明书

一种串联机械臂重复定位精度可靠性试验装置及方法，装置包括振动台和测试箱，振动台包括底座、空气弹簧、顶板及振动电机；顶板与底座通过空气弹簧相连，振动电机共四个，以顶板中心为圆心呈圆周向均布设置顶板下表面；测试箱包括矩形箱体、液压夹具、激光发射器、光电板、温度调节器及均温风扇；液压夹具位于矩形箱体箱底板上，光电板与激光发射器成对布设，激光发射器发出的激光束照射在光电板上。方法为：将串联机械臂固定到矩形箱体内；在串联机械臂末端安装遮光球，通过编程控制串联机械臂运动，使遮光球运动轨迹从光电板正前方经过；设定箱内温度和振动工况；控制串联机械臂往复运动，使遮光球往复经过光电板正前方，获取重复定位精度数据。

技术领域

本发明属于串联机械臂重复定位精度测试技术领域，特别是涉及一种串联机械臂重复定位精度可靠性试验装置及方法。

背景技术

工业机械臂作为现代智能机器人的一个特殊门类，既有自动化和智能化的共有属性，又有为满足特定工业生产需求而具有的高精密、高速度和高可靠性等独特个性。通常意义的机械臂是指能够模仿人类手和手臂某些动作和功能并且可按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动装置。

目前，尽管我国串联工业机械臂的使用量巨大，但由于国产串联工业机械臂的可靠性水平不高、动态和重复定位精度保持性差等原因，使得中高端串联工业机械臂仍然以国外产品为主，而国产同类产品仍旧以中低端市场为主。因此，开发国内的串联工业机械臂重复定位精度及其保持性测试设备具有重要意义。

作为机械臂整体性能的一项重要衡量标准，其重复定位精度的测试过程一般需要结合机械臂典型运动轨迹而展开，同时还需要考虑振动、温度和湿度等工况环境因素的影响。

现有的串联机械臂重复定位精度测量设备通常依赖的是三坐标测量仪，但三坐标测量仪对工作温度要求极高，无法承受串联机械臂在工作中的真实温度，同时也无法模拟串联机械臂在工作时承受的高频振动，因此，三坐标测量仪无法完成温度-振动耦合条件下的测量任务。

现有的振动试验台多为综合疲劳强度试验台，尽管能够完成温度-振动耦合条件下的测量任务，但测量对象仅限于工件，而无法对串联机械臂的重复定位精度进行测量。

因此，迫切需要寻找一种全新的测量手段，以满足串联机械臂重复定位精度的测量需要，并能够完成温度-振动耦合条件下的测量任务。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种串联机械臂重复定位精度可靠性试验装置及方法，能够满足串联机械臂重复定位精度的测量需要，并能够完成温度-振动耦合条件下的测量任务。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种串联机械臂重复定位精度可靠性试验装置，包括振动台和测试箱，测试箱固装在振动台上；所述振动台包括底座、空气弹簧、顶板及振动电机；所述顶板位于底座正上方，顶板与底座之间通过若干空气弹簧相固连；所述振动电机固装在顶板下表面，振动电机的数量为四个，四个振动电机以顶板中心为圆心呈圆周向均布设置；所述测试箱包括矩形箱体、液压夹具、激光发射器、光电板、温度调节器及均温风扇；所述矩形箱体固装在顶板上表面；所述液压夹具固装在矩形箱体的箱底板上，通过液压夹具对串联机械臂进行装夹固定；所述液压夹具由三个液压缸组成，三个液压缸以矩形箱体的箱底板中心为圆心呈圆周向均布设置，且三个液压缸的活塞杆均指向圆心；所述光电板与激光发射器成对安装，激光发射器固装在矩形箱体内表面上，与激光发射器配对安装的光电板固装在激光发射器正对面的矩形箱体内表面，激光发射器发出的激光束照射在光电板上；所述温度调节器及均温风扇均安装在矩形箱体内表面上。

所述激光发射器与光电板共设置三对，第一对激光发射器与光电板安装在竖直Z向，第二对激光发射器与光电板安装在水平X向，第三对激光发射器与光电板安装在水平Y向。

一种串联机械臂重复定位精度可靠性试验方法，采用了所述的串联机械臂重复定位精度可靠性试验装置，包括如下步骤：