[发明专利]工业机器人位姿准确度和位姿重复性检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了工业机器人位姿准确度和位姿重复性检测装置，包括测试用末端执行器、测量机架和四轴测量仪；测量机架包括安装底板、立柱和样标针；四轴测量仪包括X轴测微台、Y轴测微台、R轴测微转台和Z轴测微台；Z轴移动平台上固定连接有位置检测爪和姿态检测爪；该检测装置检测位姿准确度和重复性的方法包括以下步骤：1)安装测试用末端执行器；2)安装测量机架；3)对测试点进行标定；4)对四轴测量仪进行标定；5)位置准确度和位置重复性测量；6)姿态准确度和姿态重复性测量；本发明的检测装置结构简单、便携，生产成本低，安装方便；检测方法操作简单，能够对大部分工业机器人进行检测，有助于提高工业机器人的产品质量。

技术领域

本发明涉及机器人性能检测领域，特别是工业机器人位姿准确度和位姿重复性检测装置及检测方法。

背景技术

工业机器人是面向工业领域的多自由度机器装置,其末端执行器的位置和姿态是由多轴运动的复合结果。其位姿准确度和位姿重复性是衡量工业机器人技术性能的一项重要指标，对工业机器人保持稳定的工作状态具有重要意义。

GB/T12642中介绍了位姿准确度和位姿重复性的检测方法，也介绍了几种检测装置，但是现有的位姿准确度和位姿重复性检测装置设备结构复杂、价格高昂、操作繁琐、对操作者的技术要求也很高，检测成本居高不下，不适合推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供工业机器人位姿准确度和位姿重复性检测装置及检测方法，检测装置结构简单、便携，生产成本低，安装方便；检测方法操作简单，对操作人员的技术要求不高，能够对大部分工业机器人进行检测，有助于提高工业机器人的产品质量。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：工业机器人位姿准确度和位姿重复性检测装置，包括测试用末端执行器、测量机架和四轴测量仪；测试用末端执行器包括探头接口板、探头和若干配重块；探头接口板的一侧固定连接在机器人末端的机械接口法兰盘上，探头固定连接在探头接口板的另一侧，探头靠近尖部处安装有测量销，配重块对称固定连接在探头的两侧；测量机架包括安装底板、立柱和样标针，立柱分为第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱和第五立柱且均固定连接在安装底板上，第二立柱与第三立柱的结构相同且高度高于第一立柱的高度；第四立柱和第五立柱的结构相同且高度低于第一立柱的高度；第二立柱、第三立柱、第四立柱和第五立柱顺次围成矩形结构，第一立柱设置在矩形的中心位置；样标针分别安装在各个立柱顶部，当样标针安装在第一立柱顶部时，针尖所在的位置记为P1，当样标针安装在第二立柱顶部时，针尖所在的位置记为P2，当样标针安装在第三立柱顶部时，针尖所在的位置记为P3，当样标针安装在第四立柱顶部时，针尖所在的位置记为P4，当样标针安装在第五立柱顶部时，针尖所在的位置记为P5，所述P1、P2、P3、P4、P5的位置符合GB/T12642的要求；四轴测量仪包括测量仪固定底座、X轴测微台、Y轴测微台、R轴测微转台和Z轴测微台；X轴测微台包括X轴测微台固定底座、X轴移动平台和X轴移动检测量具，X轴移动平台与X轴测微台固定底座之间组成移动运动副，X轴移动检测量具包括固定部和移动位移检测部，X轴移动检测量具的固定部和移动位移检测部分别安装在X轴测微台固定底座和X轴移动平台上；Y轴测微台包括Y轴测微台固定底座、Y轴移动平台和Y轴移动检测量具，Y轴移动平台与Y轴测微台固定底座之间组成移动运动副，Y轴移动检测量具包括固定部和移动位移检测部，Y轴移动检测量具的固定部和移动位移检测部分别安装在Y轴测微台固定底座和Y轴移动平台上；R轴测微转台包括R轴测微转台固定底座、R轴转动平台和R轴转动检测量具，R轴转动平台与R轴测微转台固定底座之间组成转动运动副，R轴转动检测量具包括固定部和转动位移检测部，R轴转动检测量具的固定部和转动位移检测部分别安装在R轴测微转台固定底座和R轴转动平台上；Z轴测微台包括Z轴测微台立柱、Z轴移动平台和Z轴移动检测量具，Z轴移动平台与Z轴测微台立柱之间组成移动运动副，Z轴移动检测量具包括固定部和移动位移检测部，Z轴移动检测量具的固定部和移动位移检测部分别安装在Z轴测微台立柱和Z轴移动平台上；X轴测微台固定底座固定连接在测量仪固定底座顶部，Y轴测微台固定底座固定连接在X轴移动平台顶部，Y轴移动平台的移动方向与X轴移动平台的移动方向垂直；R轴测微转台固定底座固定连接在Y轴移动平台顶部，Z轴测微台立柱固定连接在R轴转动平台顶部，Z轴移动平台的移动方向分别与X轴移动平台的移动方向和Y轴移动平台的移动方向垂直；X轴测微台、Y轴测微台和R轴测微转台均设置有供样标针穿过的通孔；Z轴移动平台上固定连接有位置检测爪和姿态检测爪，位置检测爪上设置有测量槽，以测量槽的一个顶点作为测量点；姿态检测爪上设置有检测刀，检测刀的上平面水平设置，检测刀的侧面倾斜设置，检测刀的侧面与上平面之间的夹角为锐角，检测刀的上平面和侧面的接合处形成直线检测刀刃。