CN108673512A - 用于工业机器人的轨迹检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于工业机器人的轨迹检测装置，涉及机器人检测设备领域，包括夹持装置、彩色粉笔，彩色粉笔包括多个周期段，每个周期段有多种颜色组成，各个周期段的颜色依次循环排列；还包括驱动电机、控制器、周期检测模块；控制器用于根据预定程序控制工业机器人带动彩色粉笔匀速画轨迹；周期检测模块用于测算出彩色粉笔所消耗的周期；控制器还用于判断彩色粉笔所消耗的周期是否为整数，当判断出彩色粉笔所消耗的周期不为整数时，控制驱动电机转动，同时控制工业机器人停止画轨迹，以使彩色粉笔消耗至整数倍周期。本发明解决了现有的工业机器人检测装置无法对轨迹出现偏移的时刻进行标定的问题，主要用于对轨迹标定对应的时间。

Description

用于工业机器人的轨迹检测装置

技术领域

本发明涉及机器人检测设备领域，特别涉及一种用于工业机器人的轨迹检测装置。

背景技术

我国是制造业大国，随着工业自动化水平的提高，以工业机器人为核心的自动化生产线将成为主要形式。工业机器人逐步代替人从事特定单调、重复和危险作业。机器人显著地提高了劳动生产率，改善产品质量，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

由于工业机器人较多用于自动化生产线，如果其可靠性水平得不到保障、故障频发，将给使用企业和机器人的生产企业带来巨大的损失。首先，工业机器人本身故障将造成生产线停机，会给用户企业带来巨大损失，尤其是高度自动化的生产线，例如汽车焊接、汽车喷漆的生产线，一旦发生故障，损失巨大；其次，工业机器人发生故障也给用户带来了高昂的维护成本，如维修人员和备件占用等。因此，对机器人的检测显得尤为重要。

国标中对工业机器人的性能规范和其试验方法做了部分阐述，其中轨迹特征检测包括：轨迹准确度、轨迹重复性。目前国内外主要通过激光跟踪仪法对工业机器人进行标定和检测，但使用激光跟踪仪成本太高，且在检测过程中不能断光，一旦断光会导致仪器检测不到数据，继续检测需要调整对光，重新开始检测；并且利用激光跟踪法，无法对轨迹出现偏移的时刻进行标定，继而无法对机器人进行很好地检测。

发明内容

本发明意在提供一种用于工业机器人的轨迹检测装置，能够对轨迹标定对应的时间，以实现对轨迹偏移时刻的检测。

为解决上述技术问题，本发明提供的基础方案如下：

用于工业机器人的轨迹检测装置，包括安装到工业机器人上的夹持装置，夹持装置上夹持有彩色粉笔，所述彩色粉笔包括多个首尾相连的周期段，每个周期段由多种颜色组成，每种颜色的长度相等，各个周期段的颜色依次循环排列；

还包括用于驱动夹持装置转动的驱动电机，驱动电机的输出轴与夹持装置固接；

还包括控制器、时间记录模块和周期检测模块；

所述控制器，用于根据预定程序控制工业机器人带动彩色粉笔匀速画轨迹；

时间记录模块，用于记录彩色粉笔画轨迹的时间，以及彩色粉笔一个周期段完全消耗的时间；

所述周期检测模块，预先存储有彩色粉笔一个周期段完全消耗的时间，用于根据彩色粉笔画轨迹的时间与彩色粉笔一个周期段完全消耗的时间测算出彩色粉笔所消耗的周期；

所述控制器，还用于判断彩色粉笔所消耗的周期是否为整数，当判断出彩色粉笔所消耗的周期不为整数时，控制驱动电机转动，同时控制工业机器人停止画轨迹，以使彩色粉笔消耗至整数倍周期。

基础方案的工作原理：

由于彩色粉笔包括多个首尾相连的周期段，每个周期段由多种颜色组成，每种颜色的长度相等，各个周期段的颜色依次循环排列；所以当控制器根据预定程序控制工业机器人带动彩色粉笔在纸上匀速画轨迹时，可根据画出的轨迹的不同颜色判断某一种颜色对应着工业机器人的某一时刻，例如，彩色粉笔每个周期段由红、黄、绿、黑、蓝、紫6种颜色组成，当画出的轨迹刚好将彩色粉笔的一个周期段消耗完，也就是这个轨迹包含了红、黄、绿、黑、蓝、紫6种颜色，彩色粉笔每种颜色的长度相等，假设画完这个轨迹的时间刚好为60s，则红色对应着画轨迹的前10s，紫色对应着画轨迹的第50s～60s，工作人员将机器人画出的轨迹与标准轨迹进行对比，若紫色轨迹处存在着偏移，则代表工业机器人在第50s～60s出现了问题，便于工作人员检查对应时间的工业机器人的预定程序是否出错，节省查找问题的时间。

当工业机器人画完一个轨迹时，周期检测模块根据彩色粉笔画轨迹的时间与彩色粉笔一个周期段完全消耗的时间测算出彩色粉笔所消耗的周期，若画出的轨迹消耗的是彩色粉笔一个半周期时，控制器判断出彩色粉笔所消耗的周期不为整数，就会控制驱动电机转动以及控制工业机器人停止画轨迹，驱动电机的输出轴带动夹持装置转动，夹持装置再带动彩色粉笔转动，从而彩色粉笔在转动过程中会不断消耗，直到彩色粉笔消耗至整数倍周期，控制器控制驱动电机停止转动，当下一次需要工业机器人画轨迹时，彩色粉笔一直从周期段的第一种颜色开始画起，从而便于工作人员查看轨迹偏移位置对应的时间。

在驱动电机带动彩色粉笔转动消磨的过程中，彩色位置会在同一位置留下圆点痕迹，若留下的痕迹出现圆环，则说明夹持彩色粉笔的夹持装置出现松动，彩色粉笔并没有被牢固地夹紧，通过圆环的半径以及彩色粉笔的总长度，即可计算处彩色粉笔偏移夹紧装置的角度，从而便于工作人员及时调整夹紧装置，避免彩色粉笔出现松动影响对工业机器人轨迹的检测。

基础方案的有益效果为：

1、与现有的工业机器人的检测装置相比，本发明利用循环排列的彩色粉笔画轨迹，能够实现对轨迹的每种颜色的时刻进行记录，便于工作人员检查对应时间的工业机器人的预定程序是否出错，节省查找问题的时间，提高检修效率。

2、当画完一次轨迹后，通过驱动电机带动彩色粉笔自转，消磨掉彩色粉笔，以使每次开始画轨迹时，都能从彩色粉笔的第一种颜色开始画起，便于工作人员查看轨迹偏移位置对应的时间。

3、在彩色粉笔自转消磨的过程中，通过查看画出的痕迹判断彩色粉笔是否被夹紧，从而实现对夹紧装置的检测，避免彩色粉笔松动对工业机器人的检测造成影响。

进一步，所述驱动电机安装在工业机器人上，所述夹持装置通过驱动电机安装在工业机器人上，所述夹持装置包括与电机输出轴固接的夹持板，夹持板下部开设有凹槽，夹持板的两端设有螺纹孔，螺纹孔螺纹连接有可伸入夹持板凹槽内的螺栓，两个螺栓伸入凹槽之间的位置形成夹持部。

采用上述结构，可通过调节两个螺栓之间的距离来调整夹持部的大小，从而能够夹持不同规格大小的彩色粉笔，并且方便彩色粉笔的取放。

进一步，螺栓伸入凹槽内的端部设有橡胶垫。

橡胶垫的设置能够起到对彩色粉笔的保护作用，避免在对彩色粉笔夹持过程中损坏彩色粉笔。

进一步，所述彩色粉笔每个周期段的颜色分别包括：红、黄、绿、黑、蓝、紫。

彩色粉笔的每个周期段采用上述颜色依次排列，能够较好地区别画出的轨迹。

进一步，所述彩色粉笔每种颜色的长度为0.5cm。

彩色粉笔每种颜色的长度越小，画出的轨迹越的每种颜色越能精细的对应每个时间点。

进一步，每只彩色粉笔的周期段为5个。

彩色粉笔每个周期段的长度的3cm，5个周期段总共15cm，这个长度方便夹持并画轨迹，避免彩色粉笔长度过长在使用过程中容易断裂。

附图说明

图1为本发明用于工业机器人的轨迹检测装置实施例的夹持装置的主视图；

图2为本发明用于工业机器人的轨迹检测装置实施例的彩色粉笔的主视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：工业机器人1、夹持装置2、夹持板21、凹槽22、螺栓23、夹持部24、彩色粉笔3、周期段31、输出轴4。

如图1和图2所示，本发明用于工业机器人的轨迹检测装置，包括安装到工业机器人1上的夹持装置2，夹持装置2上夹持有彩色粉笔3，彩色粉笔3包括多个首尾相连的周期段31，每个周期段31由多种颜色组成，每种颜色的长度相等，各个周期段31的颜色依次循环排列；

如图2所示，在本实施例中，每只彩色粉笔3的周期段31为5个，每个周期段31的颜色分别包括：红、黄、绿、黑、蓝、紫，每种颜色的长度为0.5cm；

如图1所示，还包括用于驱动夹持装置2转动的驱动电机，驱动电机安装在工业机器人1上，夹持装置2通过驱动电机安装在工业机器人1上，夹持装置2包括与驱动电机输出轴4焊接的夹持板21，夹持板21下部开设有凹槽22，夹持板21的两端设有螺纹孔，螺纹孔螺纹连接有可伸入夹持板21凹槽22内的螺栓23，螺栓23伸入凹槽22内的端部设有橡胶垫，两个螺栓23伸入凹槽22之间的位置形成夹持部24；

还包括控制器、时间记录模块和周期检测模块；

控制器，用于根据预定程序控制工业机器人1带动彩色粉笔3匀速画轨迹；例如，在纸上匀速画轨迹；

时间记录模块，用于记录彩色粉笔3画轨迹的时间，以及彩色粉笔3一个周期段31完全消耗的时间；

周期检测模块，预先存储有彩色粉笔一个周期段完全消耗的时间，例如彩色粉笔一个周期段完全消耗的时间为60s；用于根据彩色粉笔3画轨迹的时间与彩色粉笔3一个周期段31完全消耗的时间测算出彩色粉笔3所消耗的周期；

控制器，还用于判断彩色粉笔3所消耗的周期是否为整数，当判断出彩色粉笔3所消耗的周期不为整数时，控制工业机器人1停止在纸上画轨迹，同时控制驱动电机转动，以带动彩色粉笔自转，使彩色粉笔3消耗至整数倍周期。

该用于工业机器人1的轨迹检测装置具体使用过程为：

将彩色粉笔3放入两个螺栓23之间形成的夹持部24内，调整螺栓23，将彩色粉笔抵紧；

当控制器根据预定程序控制工业机器人1带动彩色粉笔3在纸上匀速画轨迹时，可根据画出的轨迹的不同颜色判断某一种颜色对应着工业机器人1的某一时刻，例如，彩色粉笔3每个周期段31由红、黄、绿、黑、蓝、紫6种颜色组成，当画出的轨迹刚好将彩色粉笔3的一个周期段31消耗完，也就是这个轨迹包含了红、黄、绿、黑、蓝、紫6种颜色，彩色粉笔3每种颜色的长度相等，假设画完这个轨迹的时间刚好为60s，则红色对应着画轨迹的前10s，紫色对应着画轨迹的第50s～60s，工作人员将机器人画出的轨迹与标准轨迹进行对比，若紫色轨迹处存在着偏移，则代表工业机器人1在第50s～60s出现了问题，便于工作人员检查对应时间的工业机器人1的预定程序是否出错，节省查找问题的时间，提高检修效率。

当工业机器人1画完一个轨迹时，周期检测模块根据彩色粉笔3画轨迹的时间与彩色粉笔3一个周期段31完全消耗的时间测算出彩色粉笔3所消耗的周期，具体地，假设彩色粉笔3画轨迹的时间为t，彩色粉笔3一个周期段31完全消耗的时间为T，则彩色粉笔3所消耗的周期为t/T，假设画出的轨迹消耗的是彩色粉笔3一个半周期时，也就是t/T＝1.5时，控制器判断出彩色粉笔3所消耗的周期不为整数，就会控制驱动电机转动以及控制工业机器人1停止在纸上画轨迹，例如，工业机器人先是在纸上画出直线的轨迹，当该轨迹画完后，控制器判断出彩色粉笔3所消耗的周期不为整数，控制器就控制工业机器人停止直线运动，同时控制驱动电机启动，以带动彩色粉笔自转；驱动电机的输出轴4带动夹持装置2转动，夹持装置2再带动彩色粉笔3在同一个位置转动，从而彩色粉笔3在转动过程中会不断消耗，直到彩色粉笔3消耗至整数倍周期，也就是要消耗掉彩色粉笔3剩下的0.5个周期的长度，控制器控制驱动电机停止转动，当下一次需要工业机器人1画轨迹时，彩色粉笔3一直从周期段31的第一种颜色开始画起，也就是每次都从红色开始画起，从而便于工作人员查看轨迹偏移位置对应的时间。

在驱动电机带动彩色粉笔3在纸上转动消磨的过程中，由于彩色粉笔与纸面垂直，彩色粉笔自转时会在同一位置留下圆点痕迹，当夹持装置夹持彩色粉笔出现松动时，彩色粉笔会出现倾斜，在纸上画出的痕迹会出现圆环，但工作人员观察到彩色粉笔自转时出现圆环时，则说明夹持彩色粉笔3的夹持装置2出现松动，彩色粉笔3并没有被牢固地夹紧，通过圆环的半径以及彩色粉笔3的总长度，即可计算处彩色粉笔3偏移夹紧装置竖直中心线的角度，从而便于工作人员及时调整夹紧装置的螺栓23，避免彩色粉笔3出现松动影响对工业机器人1轨迹的检测。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.用于工业机器人的轨迹检测装置，其特征在于：

包括安装到工业机器人上的夹持装置，夹持装置上夹持有彩色粉笔，所述彩色粉笔包括多个首尾相连的周期段，每个周期段由多种颜色组成，每种颜色的长度相等，各个周期段的颜色依次循环排列；

还包括用于驱动夹持装置转动的驱动电机，驱动电机的输出轴与夹持装置固接；

还包括控制器、时间记录模块和周期检测模块；

所述控制器，用于根据预定程序控制工业机器人带动彩色粉笔匀速画轨迹；

时间记录模块，用于记录彩色粉笔画轨迹的时间，以及彩色粉笔一个周期段完全消耗的时间；

所述周期检测模块，预先存储有彩色粉笔一个周期段完全消耗的时间，用于根据彩色粉笔画轨迹的时间与彩色粉笔一个周期段完全消耗的时间测算出彩色粉笔所消耗的周期；

所述控制器，还用于判断彩色粉笔所消耗的周期是否为整数，当判断出彩色粉笔所消耗的周期不为整数时，控制驱动电机转动，同时控制工业机器人停止画轨迹，以使彩色粉笔消耗至整数倍周期。

2.根据权利要求1所述的用于工业机器人的轨迹检测装置，其特征在于：所述驱动电机安装在工业机器人上，所述夹持装置通过驱动电机安装在工业机器人上，所述夹持装置包括与电机输出轴固接的夹持板，夹持板下部开设有凹槽，夹持板的两端设有螺纹孔，螺纹孔螺纹连接有可伸入夹持板凹槽内的螺栓，两个螺栓伸入凹槽之间的位置形成夹持部。

3.根据权利要求2所述的用于工业机器人的轨迹检测装置，其特征在于：螺栓伸入凹槽内的端部设有橡胶垫。

4.根据权利要求1所述的用于工业机器人的轨迹检测装置，其特征在于：所述彩色粉笔每个周期段的颜色分别包括：红、黄、绿、黑、蓝、紫。

5.根据权利要求4所述的用于工业机器人的轨迹检测装置，其特征在于：所述彩色粉笔每种颜色的长度为0.5cm。

6.根据权利要求5所述的用于工业机器人的轨迹检测装置，其特征在于：每只彩色粉笔的周期段为5个。