[发明专利]一种工业机器人关节轴线偏差测试方法

说明书

本发明涉及机器人性能测试技术领域，具体是一种工业机器人关节轴线偏差测试方法，具体包括以下步骤：S1：机器人关节运动范围确定；S2：机器人测试位姿调整；S3：关节轴线偏差测试靶球安装；S4：数据采集与校验；S5：机器人关节轴线偏差计算结果输出，本发明基于激光跟踪仪定量获取工业机器人关节轴线偏差，利用最小二乘法对离散数据的敏感性进行圆心拟合，测试过程便捷，对实验测试人员要求低；输出一种工业机器人关节轴线偏差量化测试方法，测试效率高，精准性高。

技术领域

本发明涉及机器人性能测试技术领域，具体是一种工业机器人关节轴线偏差测试方法。

背景技术

机器人关节轴线偏差主要受机器人本体制造精度以及机器人装配误差影响，是工业机器人的一项重要性能指标之一，但关节轴线偏差并不会因其负载变化而增加对机器人轨迹精度的影响，因此机器人运动过程中关节轴线偏差是恒定的。

以往工业机器人进行精度分析时鲜有考虑机器人关节轴线对机器人轨迹绝对精度的影响，随着机器人轨迹精度需求的增高，机器人关节轴线偏差已成为当前亟待解决的问题，但同时缺乏机器人关节轴线偏差量化测试方法，因此为解决上述问题，需发明一种新的机器人关节轴线量化测试方法，同时需对机器人关节轴线偏差结果进行量化输出。

目前鲜有机器人关节轴线偏差量化测试方法，因此，当前亟待输出一种工业机器人关节轴线偏差测试方法，同时保证数据真实可靠且适用性较强。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种工业机器人关节轴线偏差测试方法。

一种工业机器人关节轴线偏差测试方法，具体包括以下步骤：

S1：机器人关节运动范围确定；

S2：机器人测试位姿调整；

S3：关节轴线偏差测试靶球安装；

S4：数据采集与校验；

S5：机器人关节轴线偏差计算结果输出。

所述的步骤S1在测试前应确保测试靶球安装位置合理、激光跟踪仪不丢光以及机器人关节运动范围应尽可能扩大，靶球安装位置合理是为了保证靶球不脱落、不丢光、不干涉；激光跟踪仪不丢光是为了保证测试数据合理；机器人关节运动范围扩大是为了保证测试数据样本便于拟合。

所述的步骤S2为保证测试过程不丢光、测试范围较大，同时降低机器人因重力作用对关节施加倾覆力矩，从而导致关节轴线测试结果不合理的情况，测试各关节轴线时，需要将其余关节调整至指定位置，具体包括以下步骤：

a、机器人J1测试时，J2-J6关节位置需调整至指定位置；

b、机器人J2测试时，J1、J3-J6关节位置需调整至指定位置；

c、机器人J3、J4、J5、J6测试时，同理即可。

所述的步骤S3由于后期数据处理需进行不同圆弧轨迹拟合及关节轴线拟合计算，最终获取最优拟合结果，因此需要对各关节不同位置进行圆弧轨迹测试，每次测试位置避免因过于接近导致测试数据重复测量，靶球安装位置需结合测试位置、测量范围以及避免丢光的可能性进行安装。

所述的步骤S4具体步骤如下：

a、采集实验数据后期优先选取最小二乘法进行圆心数据拟合，同时为保证尽可能采集大范围圆弧轨迹数据，需要在测试中借助人为手动转动测试靶球；

b、测试过程应至少保证各个关节测试位置不少于2-3个，以供后续数据分析使用；

c、测试数据有必要在现场进行实时分析，首先分析笛卡尔坐标系下的数据是否保证了数据采集循环的稳定性，部分数据可能因为客观因素导致数据循环结果出现偏差，在此基础上对数据进行深入分析，借助matlab计算测试数据是否符合正太分布。