[发明专利]工业机器人摆动偏差性能测试方法有效

专利信息
申请号: 202010236387.6 申请日: 2020-03-30
公开(公告)号: CN111409107B 公开(公告)日: 2023-03-17
发明(设计)人: 尹荣造;徐瞳;田坤淼 申请(专利权)人: 伯朗特机器人股份有限公司
主分类号: B25J19/00 分类号: B25J19/00
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 523000 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 工业 机器人 摆动 偏差 性能 测试 方法
【权利要求书】:

1.一种工业机器人摆动偏差性能测试方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤1、选取测试点位:根据机器人的工作空间,给定指令摆幅、以指令摆频完成的摆动距离,在附图1所选平面内,图1中C1-C8为机器人最大空间的立方体,以P1为对称点,中线平行于P2-P3构成的直线,采用连续轨迹编程以得到至少10次锯齿状摆动轨迹,P1、P2、P3是三个点的指令位姿坐标点位;

步骤2、使用机器人控制器驱动机器人末端按照给定参数行进,得到锯齿状摆动轨迹,循环1次,记录跟踪仪采集数据和指令位姿数据;

步骤3、通过平面上的三个指令位姿计算测试数据所需要的投影平面,对测试数据点进行投影变换,将它们投影变换到指令点所在的参考平面上;

步骤4、寻找需要计算的数据点位的终点,连续取10个点,若前5个点坐标相邻两个点是朝中线前进方向递增的,后5个点相邻两点坐标都是朝中线前进方向递减的,则取这10个点的中点,作为测试数据的终点;

步骤5、求出从0到数据终点的数据点集的中心点坐标;

步骤6、对从0到数据终点的数据点进行点集中心化,记录点集中心化后数据坐标;

步骤7、求中线的方向向量,对点集中心化数据进行SVD奇异值分解;

步骤8、寻找需要计算的数据点位的起点,设定相邻两点的阈值距离为0.02,连续取10个点,若这10个点相邻两点间的距离都比阈值大,则取这10个点的第一个点,作为测试数据的起点;

步骤9、从零开始,遍历所有点,对第i个点和第i+1个点,求相邻两个点到中线的距离d1、d2,求出偏离中线1/2的距离dp,若(dp-d1)*(dp-d2)=0,则第i+1个点即为过1/2偏离中线的零点,记录所有零点;

步骤10、由于锯齿状轨迹应分为两种情况计算,一种是类正弦波轨迹,另一种是类余弦波轨迹,需要对轨迹进行判断;

步骤11、若轨迹属于类余弦波,从第二个零点开始,求一个峰对应的相邻两个零点间的数据点到中线的最大距离;若轨迹属于类正弦波,从第一个零点开始,求一个峰对应的相邻两个零点间的数据点到中线的最大距离;

步骤12、将所有最大距离相加后取平均值,得到1/2的实际摆幅Sa

步骤13、使用公式求出摆幅误差WS;

步骤14、求起点到终点的线段在中线上的投影长度d;

步骤15、实际摆动速度:

步骤16、实际摆动距离WDa=d/10,10为轨迹周期运行次数;

步骤17、使用公式:求出摆频Fa,指令摆频Fc

步骤18、使用公式:求出摆频误差WF。

2.根据权利要求1所述的工业机器人摆动偏差性能测试方法,其特征在于,选取测试点位需要先完成三维空间测量仪坐标系与机器人坐标系的坐标转换:首先,三维空间测量仪采集机器人末端法兰盘的球极坐标点位数据——方位角仰角θ和距离γ数据,然后通过球极坐标系与直角坐标系转换,可以获取测量仪的直角坐标点位数据,最后,再完成三维空间测量仪坐标系与机器人坐标系的坐标转换。

3.根据权利要求2所述的工业机器人摆动偏差性能测试方法,其特征在于,

球极坐标系与直角坐标系(x、y、z)转换公式如下:

z=γ·cosθ

三维空间测量仪坐标系与机器人坐标系坐标转换公式如下:

Pt=RPr+T

R——旋转矩阵,T——平移矩阵;

Pt——三维空间测量仪坐标系下的坐标点位;

Pr——机器人坐标系下的坐标点位;

任意点Pi坐标的矩阵表示:

三维空间测量仪坐标系下的坐标点位:

机器人坐标系下的坐标点位:

SVD法算出R、T。

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