CN110125980B - 工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置和标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置和标定方法，属于机器人技术领域。所述的标定装置包括星型杆架、定位标准球和凹面球座。当工业机器人重复定位精度测量装置的位移测量传感器安装位置产生意外的偏移后，使用标定装置对其进行标定操作，可快速完成位移测量传感器安装位置的标定调整，进而确保测量装置可以稳定准确地测量计算工业机器人的重复定位精度。该方法精度高、结构简单、操作方便，可在工作现场快速完成标定应用。

Description

工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置和标定方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置和标定方法。
背景技术
重复定位精度是工业机器人一项重要的性能指标。为解决现有测量技术中检测装置价格昂贵、操作复杂及测量误差大等问题，专利201810424833.9提供了一种高精度工业机器人重复定位精度的测量装置和测量方法，采用特定结构的装置实现工业机器人重复定位精度的测量，测量成本低、精度高、易操作，满足大部分机器人厂家的测试需求，有助于提高其工业机器人产品质量。
然而该测量装置的高精度有赖于设备出厂前使用高精度测量设备对位移测量传感器测头位置及测杆方向的准确标定。若测量装置在客户现场发生意外的冲击碰撞等导致位移测量传感器安装位置的偏移，必然导致测量结果偏离被测机器人样品定位精度的真实值。因此如何快速准确地恢复位移测量传感器出厂时的安装位置非常重要。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的在于提供一种工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置，采用特定结构的标定装置实现位移测量传感器安装位置的快速标定调整。该标定装置精度高、结构简单、操作方便，可在工作现场快速完成测量装置的标定应用。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置，该标定装置包括星型杆架(1)、三个定位标准球(3)、一个标定标准球(2)和三个凹面球座(4)，所述星型杆架(1)的三个角各固定一个V型球座(5)，所述凹面球座(4)固定设置于所述工业机器人重复定位精度测量装置上，所述定位标准球(3)放置于凹面球座(4)与V型球座(5)之间；所述标定标准球(2)固定于星型杆架(1)的中心位置，当将定位标准球(3)置于凹面球座(4)与V型球座(5)之间时，调整工业机器人重复定位精度测量装置上的传感器测头，使所有测头均与定位标准球(3)接触，即实现所述工业机器人重复定位精度测量装置的快速标定。
所述工业机器人重复定位精度测量装置包括测量固定架(11)和测量标准球(13)；所述测量固定架(11)上安装有四个位移测量传感器(12)，位移测量传感器的测头经由固定架的侧面伸入固定架内部空间；所述测量标准球(13)安装在工业机器人(14)末端；所述固定架为上端面具有内凹弧面的倒圆台结构，内凹弧面与倒圆台同心；所述位移测量传感器固定于所述固定架的侧面，位移测量传感器上设有测量杆，测量杆的末端设置测头；位移测量传感器的测头经由固定架的侧面伸入固定架内部空间；四个位移测量传感器(12)的测头不相互接触，且四个测头的球心不共面(具体结构及使用可参考专利201810424833.9)。
所述星型杆架(1)包括三个沿径向延伸的固定端，三个V型球座(5)呈等间距固定于星型杆架(1)的固定端。
所述标定标准球(2)与所述工业机器人重复定位精度测量装置上的测量标准球(13)结构与大小相同。
所述标定标准球(2)和V型球座(5)通过焊接、螺接等方式固定在星型杆架(1)上，且标定标准球(2)与V型球座(5)均固定在星型杆架(1)的同一侧。
三个凹面球座(4)呈等间距布置于工业机器人重复定位精度测量装置的测量固定架(11)上端面的圆形外边缘上。
所述凹面球座(4)为圆柱状结构，其一个端面固定在工业机器人重复定位精度测量装置的测量固定架(11)上，另一个端面为凹面；所述V型球座(5)为圆柱状结构，其一个端面固定在星型杆架上，另一个端面上加工有V型凹槽；所述定位标准球(3)卡接固定于V型球座(5)的V型凹槽与凹面球座(4)的凹面之间，定位标准球(3)固定后，凹面球座(4)与V型球座(5)同轴。
利用所述标定装置进行的工业机器人重复定位精度测量装置的标定方法，包括以下步骤：
(1)将三个凹面球座(4)安装于测量装置测量固定架(11)上。测量固定架(11)上留有用于安装凹面球座(4)的销孔；
(2)将三个定位标准球(3)分别安装于三个凹面球座(4)上；
(3)将星型杆架(1)放置于测量装置上方，使三个定位标准球(3)嵌入星型杆架的三个V型球座(5)的V型槽内；
(4)调整测量装置上四个位移测量传感器(12)的安装位置，使每个位移测量传感器的测头均与星型杆架上标定标准球(2)相接触，且位移测量传感器上示数为0；
(5)固定位移测量传感器(12)，取走标定装置，标定完成。
本发明具有以下优点和有益效果：
1、避免了使用不易携带的高精度测量设备对位移测量传感器测头位置及测杆方向进行重新的测量标定，通常这一标定过程需要返厂完成。而本发明操作简单快捷，简化了标定过程，更加适用于工厂的实际应用情况。
2、采用本发明也可以完成测量装置的出厂标定。从而保证了产品的一致性，大大降低了生产标定成本。
附图说明
图1为本发明工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置的结构示意图。
图2为本发明标定装置中星型杆架结构示意图。
图3为工业机器人重复定位精度测量装置结构示意图。
图4为工业机器人末端连接测量标准球示意图。
图中：1-星型杆架；2-标定标准球；3-定位标准球；4-凹面球座；5-V型球座；11-测量固定架；12-位移测量传感器；13-测量标准球；14-工业机器人。
具体实施方式
以下结合附图详述本发明。
如图1所示，本发明工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置包括星型杆架(1)、三个定位标准球(3)、一个标定标准球(2)和三个凹面球座(4)，所述星型杆架(1)的三个角各固定一个V型球座(5)，所述凹面球座(4)固定设置于所述工业机器人重复定位精度测量装置上，所述定位标准球(3)放置于凹面球座(4)与V型球座(5)之间；所述标定标准球(2)固定于星型杆架(1)的中心位置，当将定位标准球(3)置于凹面球座(4)与V型球座(5)之间时，调整工业机器人重复定位精度测量装置上的传感器测头，使所有测头均与定位标准球(3)接触，即实现所述工业机器人重复定位精度测量装置的快速标定。
所述工业机器人重复定位精度测量装置包括测量固定架(11)和测量标准球(13)；所述测量固定架(11)上安装有四个位移测量传感器(12)，位移测量传感器的测头经由固定架的侧面伸入固定架内部空间；所述测量标准球(13)安装在工业机器人(14)末端；所述固定架为上端面具有内凹弧面的倒圆台结构，内凹弧面与倒圆台同心；所述位移测量传感器固定于所述固定架的侧面，位移测量传感器上设有测量杆，测量杆的末端设置测头；位移测量传感器的测头经由固定架的侧面伸入固定架内部空间；四个位移测量传感器(12)的测头不相互接触，且四个测头的球心不共面(具体结构及使用可参考专利201810424833.9)。
所述星型杆架(1)包括三个沿径向延伸的固定端，三个V型球座(5)呈等间距固定于星型杆架(1)的固定端。
所述标定标准球(2)与所述工业机器人重复定位精度测量装置上的测量标准球(13)结构与大小相同。
所述标定标准球(2)和V型球座(5)通过焊接、螺接等方式固定在星型杆架(1)上，且标定标准球(2)与V型球座(5)均固定在星型杆架(1)的同一侧。
三个凹面球座(4)呈等间距布置于工业机器人重复定位精度测量装置的测量固定架(11)上端面的圆形外边缘上。
所述凹面球座(4)为圆柱状结构，其一个端面固定在工业机器人重复定位精度测量装置的测量固定架(11)上，另一个端面为凹面；所述V型球座(5)为圆柱状结构，其一个端面固定在星型杆架上，另一个端面上加工有V型凹槽；所述定位标准球(3)卡接固定于V型球座(5)的V型凹槽与凹面球座(4)的凹面之间，定位标准球(3)固定后，凹面球座(4)与V型球座(5)同轴。
本发明还提供利用所述标定装置对工业机器人重复定位精度测量装置进行标定的方法，包括以下步骤：
(1)将三个凹面球座(4)安装于测量装置测量固定架(11)上，测量固定架(11)上有用于安装凹面球座(4)的销孔；凹面球座的凹面设有定位凸台，定位凸台与测量固定架上的销孔过渡配合。
(2)将三个定位标准球(3)分别安装于三个凹面球座(4)上；
(3)将星型杆架(1)放置于测量装置上方，使三个定位标准球(3)嵌入星型杆架的三个V型球座(5)的V型槽内；
(4)调整测量装置上四个位移测量传感器(12)的安装位置，使每个位移测量传感器的测头均与星型杆架上标定标准球(2)相接触，且位移测量传感器上示数为0；
(5)固定位移测量传感器(12)，取走标定装置，标定完成。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置，其特征在于：该标定装置包括星型杆架（1）、三个定位标准球（3）、一个标定标准球（2）和三个凹面球座（4），所述星型杆架（1）的三个角各固定一个V型球座（5），所述凹面球座（4）固定设置于所述工业机器人重复定位精度测量装置上，所述定位标准球（3）放置于凹面球座（4）与V型球座（5）之间；所述标定标准球（2）固定于星型杆架（1）的中心位置，当将定位标准球（3）置于凹面球座（4）与V型球座（5）之间时，调整工业机器人重复定位精度测量装置上的传感器测头，使所有测头均与标定标准球（2）接触，即实现所述工业机器人重复定位精度测量装置的快速标定；三个凹面球座（4）呈等间距布置于工业机器人重复定位精度测量装置的测量固定架（11）上端面的圆形外边缘上；
所述凹面球座（4）为圆柱状结构，其一个端面固定在工业机器人重复定位精度测量装置的测量固定架（11）上，另一个端面为凹面；所述V型球座（5）为圆柱状结构，其一个端面固定在星型杆架上，另一个端面上加工有V型凹槽；所述定位标准球（3）卡接固定于V型球座（5）的V型凹槽与凹面球座（4）的凹面之间，定位标准球（3）固定后，凹面球座（4）与V型球座（5）同轴。
2.根据权利要求1所述的工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置，其特征在于：所述工业机器人重复定位精度测量装置包括测量固定架（11）和测量标准球（13）；所述测量固定架（11）上安装有四个位移测量传感器（12），位移测量传感器的测头经由固定架的侧面伸入固定架内部空间；所述测量标准球（13）安装在工业机器人（14）末端；所述固定架为上端面具有内凹弧面的倒圆台结构，内凹弧面与倒圆台同心；所述位移测量传感器固定于所述固定架的侧面，位移测量传感器上设有测量杆，测量杆的末端设置测头；位移测量传感器的测头经由固定架的侧面伸入固定架内部空间；四个位移测量传感器（12）的测头不相互接触，且四个测头的球心不共面。
3.根据权利要求1或2所述的工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置，其特征在于：所述星型杆架（1）包括三个沿径向延伸的固定端，三个V型球座（5）呈等间距固定于星型杆架（1）的固定端。
4.根据权利要求1或2所述的工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置，其特征在于：所述标定标准球（2）与所述工业机器人重复定位精度测量装置上的测量标准球（13）结构与大小相同。
5.根据权利要求1或2所述的工业机器人重复定位精度测量装置的标定装置，其特征在于：所述标定标准球（2）和V型球座（5）通过焊接、螺接方式固定在星型杆架（1）上，且标定标准球（2）与V型球座（5）均固定在星型杆架（1）的同一侧。
6.一种利用权利要求1或2所述标定装置进行的工业机器人重复定位精度测量装置的标定方法，其特征在于：该标定方法包括以下步骤：
（1）将三个凹面球座（4）安装于测量装置测量固定架（11）上，测量固定架（11）上留有用于安装凹面球座（4）的销孔；
（2）将三个定位标准球（3）分别安装于三个凹面球座（4）上；
（3）将星型杆架（1）放置于测量装置上方，使三个定位标准球（3）嵌入星型杆架的三个V型球座（5）的V型槽内；
（4）调整测量装置上四个位移测量传感器（12）的安装位置，使每个位移测量传感器的测头均与星型杆架上标定标准球（2）相接触，且位移测量传感器上示数为0；
（5）固定位移测量传感器（12），取走标定装置，标定完成。
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