[发明专利]机器人全空间刚度测试方法及系统

说明书

本发明提供了一种机器人全空间刚度测试方法及系统，包括：安装于机器人法兰中心的三轴加速度传感器；所述三轴加速度传感器与电脑通过串口连接并接受信号数据；所述电脑通过无线网与机器人控制器连接；所述电脑作为信号处理器，包含信号处理软件。本发明的机器人全空间刚度测试方法和装置，能够测试机器人的刚度，并对机器人的共振频率进行分析；本装置相比其他测试设备可以采集到机器人全工作空间振动数据；本装置采用的组成元件或设备均可从现有成熟商业产品中选择，在实际中具有良好的可行性。

技术领域

本发明涉及机器人刚度测试的技术领域，具体地，涉及机器人全空间刚度测试方法及系统。

背景技术

随着机器人技术在各行各业中的广泛应用，对机器人的性能要求也越来越高。串联机器人的刚度相对于并联机器人比较低，机器人的共振频率也较高，工作过程中容易激发本体共振。针对机器人进行刚度测试，分析本体共振频率的工作在机器人研发阶段尤为重要。

在公开号为CN113715058A的专利文献中公开了一种工业机器人连杆刚度测试方法，包括以下步骤：S1：机器人整机侧装；S2：机器人连杆负载计算；S3：机器人测试位姿调整；S4：机器人测试工装安装；S5：负载加载及相对位移记录；S6：连杆刚度计算结果输出，在不拆机的情况下定量获取工业机器人连杆刚度，为保证各连杆单独测试结果的准确性，需测试各个连杆末端相对其连杆坐标系相对位移，借助小型工装辅助测试，测试过程便捷，对实验测试人员要求低，同时测试效率高。

针对上述中的相关技术，发明人认为上述方案无法通过测试刚度计算机器人的共振频率，进而分析机器人的抖动频率，因此，需要提出一种技术方案以改善上述技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种机器人全空间刚度测试方法及系统。

根据本发明提供的一种机器人全空间刚度测试方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：在机器人法兰中心安装三轴加速度传感器；

步骤S2：在机器人工作空间内采样n组点位；

步骤S3：驱动机器人依次运动到每个点位，采集机器人运行和停止时的加速度信号；

步骤S4：将加速度信号输入到信号处理器，信号处理器针对三个方向的加速度数据进行快速傅里叶变换。

优选地，所述步骤S2中采样步骤为：在机器人各个关节的关节限位范围内，等分5组关节角，各个轴的5组关节角组合成5-6个点位，根据机器人安装位置，排除干涉位置后得到n组点位。

优选地，所述步骤S3中的采样频率为200hz；当机器人稳定停止在每个点位的同时，使用小锤敲击机器人，采集小锤敲击机器人时的加速度信号；n组关节数据输入到机器人控制器，控制器控制机器人依次运动到每个点位；机器人的加速度信号由加速度传感器测得。

优选地，所述步骤S4中将时域曲线转为频域曲线，分析机器人刚度信息，得到曲线中频率，记为机器人的抖动频率或者共振频率；加速度型号保存为以采样时间为序列的excle格式数据，将数据导入到信号处理的输入接口。

优选地，所述步骤S4中的三个方向为加速度传感器的x，y，z方向。

本发明还提供一种机器人全空间刚度测试系统，所述系统包括如下模块：

模块M1：在机器人法兰中心安装三轴加速度传感器；

模块M2：在机器人工作空间内采样n组点位；

模块M3：驱动机器人依次运动到每个点位，采集机器人运行和停止时的加速度信号；

模块M4：将加速度信号输入到信号处理器，信号处理器针对三个方向的加速度数据进行快速傅里叶变换。