[发明专利]工业机器人内置型线束磨损及加速磨损测试方法与装置

摘要

本发明公开了工业机器人内置型线束磨损及加速磨损测试方法与装置。目前没有专门针对工业机器人的内置线束进行磨损测试的方法与装置。本发明主要由多线束、摄像头、模拟机械臂、线束关节电机、摄像头空间位置调整装置、多线束捆绑装置、摆动电机、安装座、抱箍、摇摆臂、模拟板、模拟板摆动旋转装置、模拟板移动平台、工控机、电机运动控制器、摆动电机驱动器、步进电机驱动器和图像采集卡组成。本发明可选择平面磨损测试或关节约束磨损测试，并根据线束磨损模式或线束加速磨损模式控制摆动电机的摆动幅度和摆动周期，然后利用图像识别技术对模拟造成的线束磨损区域进行识别，实现了线束磨损及加速磨损检测的智能化，图像处理过程简单、高效。

主权项

1.工业机器人内置型线束磨损及加速磨损测试方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一、将多线束的各根线通过多个多线束捆绑装置捆绑在一起；多线束顶端通过焊接在端部的插头与线束关节电机连接，底端通过抱箍固定；根据要模拟的工业机器人机械臂内线束张紧情况对应调整多线束整体的张紧程度以及多线束中各根线之间的贴紧程度；将模拟板旋转至竖直状态，进行关节约束磨损测试时，该状态下模拟板上的关节约束块与多线束的间距设置为k1，k1在5～25mm中取值，进行平面磨损测试时，模拟板上不安装关节约束块，该状态下模拟板与多线束的间距设置为k2，k2在5～25mm中取值；摇摆臂由摆动电机驱动至竖直状态，该状态下，摇摆臂与多线束的间距设置为k3，k3在10～20mm中取值；将摇摆臂顶端与模拟机械臂底端的调节槽通过螺栓固定，并调节模拟机械臂的调节槽连接位置，使模拟机械臂顶端至摇摆臂底端的距离等于要模拟的工业机器人机械臂的长度；然后，将模拟机械臂的顶端与线束关节电机的底座固定；模拟机械臂、摇摆臂和模拟板共同模拟该工业机器人机械臂，或模拟机械臂、摇摆臂、模拟板和关节约束块共同模拟该工业机器人机械臂，摆动电机模拟该工业机器人机械臂尾端的单自由度关节，线束关节电机模拟该工业机器人机械臂头端的单自由度关节；步骤二、选择线束磨损模式或线束加速磨损模式，线束磨损模式下摆动电机的摆动幅度设置为线束加速磨损模式下摆动电机的摆动幅度设置为n取2、3或4，在‑60°～‑30°范围内取值，在45°～75°范围内取值；由摆动电机的额定转速求得摆动电机转动一周所需的时间t，则线束磨损模式下摆动电机的摆动周期线束加速磨损模式下摆动电机的摆动周期设置为T₂＝T₁/n；步骤三、控制摆动电机按照步骤二设置的摆动幅度和摆动周期进行摆动，若步骤二中选择线束磨损模式则摆动30min，若步骤二中选择线束加速磨损模式则摆动30/n min，然后将模拟板旋转90°使得模拟板与水平面平行，之后将模拟板水平移动到远离多线束的位置，为摄像头空出空间；步骤四、若看出多线束上有磨损痕迹，则将摄像头的镜头依次正对各磨损部位，将各磨损部位的磨损图像经图像采集卡滤波后传输到工控机，否则将模拟板复位，重复步骤三；步骤五、工控机将各磨损部位的磨损图像由RGB模型转变为HSV模型，得到HSV模型磨损图像的色调和亮度数字信息，然后通过色调分布及亮度对比，分析得出HSV模型磨损图像的亮度梯度，其中，磨损最深处亮度最低，未磨损像素点所在位置亮度最高；摄像头所固有的景深设为L，与摄像头镜头的距离等于景深的像素点亮度值设为I0，亮度最高像素点与亮度最低像素点的亮度差设为I，则磨损深度H＝LI/I0；步骤六、工控机将各磨损部位的磨损图像二值化处理，然后根据二值化处理后的磨损图像确定磨损区域，并根据磨损区域检测磨损区域边缘，从而确定磨损区域的磨损面积检测结果；步骤七、若所有磨损部位的磨损面积检测结果均未超过磨损面积阈值，且所有磨损部位的磨损深度检测结果均未超过磨损深度阈值，则返回步骤三，否则，工控机存储并显示磨损面积检测结果超过磨损面积阈值或磨损深度检测结果超过磨损深度阈值的各磨损部位的磨损判别结果，磨损判别结果包括摆动电机的摆动幅度、摆动周期和总的摆动时间以及检测结果超过阈值的各磨损部位的磨损深度和磨损面积。