[发明专利]一种六自由度工业机器误差检测系统

说明书

本发明公开了一种六自由度工业机器误差检测系统，包括有误差检测设备和误差检测方法，误差检测设备包括有作为承载结构的空间自由旋转台面，在该空间自由旋转台面的上端固定设置有呈水平的活动面，活动面用于放置标准球；在空间自由旋转台面的一侧固定设置有基座，该基座上固定设置有驱动件，驱动件具有一主轴，且该主轴在驱动件的驱动下进行位移；主轴朝向活动面的一端固定安装有一维位移传感器，一维位移传感器朝向活动面并与活动面相垂直，一维位移传感器具有与标准球的球面相切的接触头端。本发明具有以下优点和效果：可同时满足直线轴和旋转轴几何误差辨识的需求，在成本上和效率上更具竞争力。

技术领域

本发明涉及工业检测领域，特别涉及一种六自由度工业机器误差检测系统。

背景技术

当前工业机器人已由单一重复性的工作转向优化和替代高端数控设备的应用领域，并成为航空航天和军工等诸多装备行业的重要工作母机，它不仅可以辅助数控机器人切削高难度的流线造型曲面，还能通过改变刀轴矢量，使刀具更接近切削表面，提高加工精度，其倾角切削方式也能大幅提高加工效率，降低加工时间。目前，它已成为复杂空间曲面高效精密加工核心装备，并在船用叶片、螺旋桨、飞机结构件、汽轮机转子等加工领域有着广泛应用。目前工业机器人加工精度是衡量一个国家精密制造能力、制造业及科技发展水平的重要标志之一。

工业机器人的工作精度除受到系统结构复杂、制造装配误差制约之外，加工过程中的力变形、热变形以及部件的磨损更是难以避免的因素，机器人的工作精度在使用过程中逐渐降低直到失效。几何误差是衡量机器人工作精度的关键指标，定期对机器人的末端执行器几何误差进行测量和校准，特别是当发生碰撞、干涉等异常工况时，及时掌握机器人几何误差的分布情况和变化规律，是制定工业机器人维护方案的重要步骤，也是保障机器人正常使用的关键环节。

其中，获取工业机器人几何误差的空间分布，可直观给出误差的数值大小及其随坐标变化规律，是机器人工作精度评估的基础；机器人几何误差项众多，数值差异大，掌握几何误差项对机器人空间误差作用机制，发现关键性几何误差项，是机器人工作精度维护和校准的关键；机器人精度具有时变性、动态性的特点，运用周期性几何误差测量数据，预测误差的变化趋势，建立精度超差预警机制，是机器人工作精度监测的重点。

然而，对于工业机器人几何误差的测量和识别，现有的商业化精密测量系统价格、使用和维护的成本高昂，直线轴与旋转轴需要不同的测量系统及工装，操作难度大，测量效率较低。对于机器人制造商可通过批量应用摊薄成本，但是对于机器人的终端用户则难以承担。同时，现有研究侧重机器人空间误差分布的测量和识别，对于几何误差重要性的评估，及其演变规律的预测方面尚缺乏系统性的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种六自由度工业机器误差检测系统，以解决背景技术中所提出的不足。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种六自由度工业机器误差检测系统，包括有误差检测设备和误差检测方法，所述的误差检测设备包括有作为承载结构的空间自由旋转台面，在该空间自由旋转台面的上端固定设置有呈水平的活动面，所述的活动面用于放置标准球；

在所述的空间自由旋转台面的一侧固定设置有基座，该基座上固定设置有驱动件，所述的驱动件具有一主轴，且该主轴在驱动件的驱动下进行位移；所述的主轴朝向活动面的一端固定安装有一维位移传感器，所述的一维位移传感器朝向活动面并与活动面相垂直，所述的一维位移传感器具有与标准球的球面相切的接触头端。

进一步设置是：所述的主轴固定连接有一法兰，所述的一维位移传感器由法兰固定，所述的主轴上设置有加速度传感器。

进一步设置是：所述的空间自由旋转台面上端纵向设置有四个行程臂，各所述的行程臂上均纵向设置有螺杆，且在各所述的螺杆上均固定设置有与之螺纹配合的固定座，各所述的固定座均延伸设置有一与活动面相固定的支杆，在各所述的行程臂的下端均固定设置有用于驱动螺杆周向转动的电机。