[实用新型]基于标准样板的机器人轨迹、负载、位姿特性的检测装置

说明书

本实用新型涉及基于标准样板的机器人轨迹、负载、位姿特性的检测装置，包括工业机器人、标准轨迹样板及装在工业机器人末端的执行器。测量时，根据厂家预先设定好的程序，使工业机器人执行器绕着标准样板画所要求的标准轨迹，将选取的适当数量离散点通过无线传输至上位机中进行处理，拟合成实际轨迹曲线，与标准轨迹对比，通过建模得出实际轨迹与标准轨迹的误差，从而检测工业机器人的轨迹特性。对于标准样板的特殊设计，本实用新型可以对工业机器人进行直线轨迹的检测以及圆轨迹的检测。对于更换不同的末端执行器的负载，可以实现对工业机器人的负载检测。对于标准样板的特殊设计，本实用新型也可以对机器人进行位姿特性检测，针对工业机器人的位姿特性，主要检测其绝对定位精度和重复定位精度。

技术领域

本实用新型涉及轨迹检测装置，具体涉及基于标准样板的机器人轨迹、负载、位姿特性检测装置。

背景技术

如今，随着全球工业机器人的应用不断扩大，国产机器人市场增速明显。机器人和自动化产业将成为未来我国高端制造业发展的主流方向，并在产业转型和结构调整中发挥重要的作用。现阶段,工业机器人已经从简单重复作业发展成多自由度的高度柔性加工单元，工作方式从手动示教发展成高度自动化的离线编程。而实现离线编程的前提是工业机器人系统有较高的控制精度，国标GB/T 12642-2013明确了影响控制精度的参数有位姿、轨迹及负载等特性指标。

工业机器人具有相当高的重复定位精度，但绝对定位精度相对较低。因此通过运动学建模，提高工业机器人绝对定位精度就显得尤为重要了。目前主要通过坐标测量机、激光跟踪仪法等手段，对工业机器人的性能及精度进行检测。

原有的专利号为CN105583825A的一种工业机器人轨迹检测装置，虽然解决了工业机器人的轨迹检测，但是对于工业机器人的负载特性以及位姿特性，并没有做解释。本发明在她的基础上，制定了特殊的标准样板，可以同时对机器人的轨迹、负载、位姿进行检测。

对于原有的坐标测量机法，虽然具有较高的精度，但是其占用的空间相对也较大，而且成本也相当高。对于激光跟踪仪法，虽然具有较高的分辨率，并且在测量过程中是无接触形式，保证了测量的准确性，但由于其价格昂贵、存在检测死角等问题，也不适用于大部分企业。总之，现有的检测方法普遍存在或大或小的问题。

实用新型内容

为了解决现有的检测设备存在的缺点和不足，本实用新型目的在于设计基于标准样板的机器人轨迹检测装置，实现一定范围内的可变负载的工业机器人轨迹特性的检测，对于标准样板的特殊设计，此方法也可以对工业机器人的位姿进行检测，实现了一套装置，检测机器人的位姿、轨迹、负载特性，但对于轨迹的检测最精准。我们通过将机器人末端执行器与标准样板相配套，利用3D激光测距仪采集一系列实际轨迹的离散点，进而通过无线传输至电脑软件中进行拟合，与标准样板中的轨迹进行对比，进行建模得出实际轨迹与标准估计之间的误差，实现对机器人定位精度的检测。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案：基于标准样板的机器人轨迹、负载、位姿检测装置，由工业机器人、标准轨迹样板组成。此标准轨迹样板包括样板基座，样板基座是一个长方形的结构，在样板基座上面固定有一个圆柱体，所述圆柱体的底面与样板基座相连接，在圆柱体上端设有一个被截去了三分之一体积的大圆球,所述大圆球的球截面与水平面成45°夹角，在大圆球左右球截面两端设有两个小圆球，且两个小圆球球心之间的连线通过大圆球的球心，所述两个小圆球大小相同，其直径为大圆球直径的十分之一，作为标准圆轨迹的检测使用；所述大圆球截面设上有18个正方体凹槽，其边长与小圆球的半径相同，作为标准位姿检测使用；所述大圆球截面上设有封闭的回形凹槽，最外层回形凹槽为正方形且四个顶点与圆截面相切，作为标准直线轨迹的检测使用；工业机器人末端包括执行器，所述末端执行器包括负载安装器，所述负载安装器能安装不同重量的负载且其顶端固定有激光测距传感器。