[发明专利]机器人刚度性能测试方法和装置

说明书

本发明涉及工业机器人领域，公开了一种机器人刚度性能测试方法和装置，方法包括：控制机器人执行特定的测试动作，借助采样设备采集机器人执行点的点组A，将点组A的坐标点和采集时间结合获得机器人执行点位置和时间的波动曲线；根据所述机器人执行点位置和时间的波动曲线，进行机器人刚度性能分析。本发明能基于激光跟踪仪实现机器人轨迹抖动幅度、轨迹抖动频率、固有频率等刚度性能的测试。

技术领域

本发明实施方式涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种机器人刚度性能测试方法和装置。

背景技术

随着人工劳动成本的不断上升，越来越多的企业开始对现有生产方式进行自动化改造。工业机器人因其兼具灵活性、重复性、高精度等特点已逐渐广泛应用于焊接、折弯、打磨、装配、搬运等领域。为了保证机器人能够更快速、更高效的完成特定的作业任务，除了机器人要有很高的速度特性外，机器人轨迹执行精度高，轨迹误差和抖动小也是机器人的几项重要性能特征。

为了使机器人的轨迹精度和刚度特性参数更有可对比性，在GBT 12642-2001工业机器人性能规范及其试验方法(eqvISO92831998)中，给出了部分相关的说明规范，其中规定了机器人运行时的轨迹准确度、轨迹重复性、重定向轨迹准确度、静态柔顺性等。这些参数按照国标文件规范，均可以通过Dynalog机器人性能测试设备测试获取。

但是，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

在实际应用中，除了测试国标中规定的机器人轨迹偏差指标之外，为了识别偏差的来源，进一步改善机器人刚度性能，通常需要研究机器人的固有频率、轨迹抖动幅度、轨迹抖动频率等特性，而这些参数的采集分析目前在Dynalog机器人性能测试设备和激光跟踪仪中并不具备。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种机器人刚度性能测试方法和装置，能够实现机器人轨迹抖动幅度、轨迹抖动频率、固有频率等刚度性能的测试。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种机器人刚度性能测试方法，包括：控制机器人执行特定的测试动作，借助采样设备采集机器人执行点的点组A，将点组A的坐标点和采集时间结合获得机器人执行点位置和时间的波动曲线；根据所述机器人执行点位置和时间的波动曲线，进行机器人刚度性能分析。

另外，采样设备为激光跟踪仪或者位置点信息跟踪采样设备，从而能够基于激光跟踪仪或者位置点信息跟踪采样设备，在不借助机器人自带控制器读取电机编码器数据的基础上，从执行端完成机器人速度性能的测试。

另外，控制机器人按照预设的测试程序运行，根据预设采样频率采集机器人执行点的点组A，以对运行中的轨迹抖动幅度和轨迹抖动频率进行测试；还可以沿测试方向敲击机器人执行端，根据预设采样频率采集机器人在测试方向上的点组A，以进行静态的固有频率抖动测试。

另外，通过将机器人执行点位置和时间的波动曲线在三维建模空间中显示，进行XOY、XOZ、YOZ三个平面沿X、Y、Z任意方向的轨迹抖动幅度分析，确定抖动最大的平面和方向；根据采样时间间隔，通过离散点的FFT变换，对抖动最大方向上的抖动幅值和时间形成的波动曲线进行时频域的转化，得到抖动频率的时频域波动曲线，以进行机器人刚度性能(例如轨迹抖动幅度和轨迹抖动频率，或者固有频率抖动)的频域分析。

本发明的实施方式还提供了一种机器人刚度性能测试装置，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的基于激光跟踪仪的机器人速度测试方法。