CN110530629A - 谐波减速器综合精度测试机及综合精度测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种谐波减速器综合精度测试机，包括机器人、负载件、位置检测装置、控制器及处理器，机器人具有用以安装待测谐波减速器的关节；机器人的末端装设负载件来模拟额定负载，控制器控制机器人以额定速度从起始位置出发经过极限位置后回到测试位置；位置检测装置检测机器人回到测试位置时的实际位置信息，处理器比对机器人按照额定速度从起始位置出发经过极限位置后回到测试位置的理论位置信息与实际位置信息，获得谐波减速器的综合精度。本发明模拟实际工作状态来对谐波减速器的综合精度进行测试，依据获得的测试数据来计算出谐波减速器综合精度，确保了综合精度测试结果的准确性。另，本发明还公开一种谐波减速器综合精度测试方法。

Description

谐波减速器综合精度测试机及综合精度测试方法

技术领域

本发明涉及谐波减速器综合精度测试技术领域，尤其涉及一种谐波减速器综合精度测试机及谐波减速器综合精度测试方法。

背景技术

在国际智能制造工业4.0大背景下，工业机器人的应用越来越广泛。谐波减速器作为工业机器人的核心关键部件，其性能的优劣将直接影响整个机器人的性能。在谐波减速器的生产加工过程中，通常需要对谐波减速器的功能性能、刚性、传动综合精度等进行测试。虽然经过功能性能测试、刚性测试、传动综合精度测试等测试后，可以得到谐波减速器的诸多参数；但是，即使得到的该些参数都符合预设标准也不能等同于谐波减速器的综合精度是合格的，往往还需要把谐波减速器在额定负载、额定转速、极限位置条件下进行实际验证，只有在这些条件下减速器的综合精度依旧满足要求，才能确认谐波减速器的综合精度是合格的。

现阶段，谐波减速器综合精度测试仅为简易测量，其凭借谐波减速器在测试过程中的工作状态来评估该谐波减速器的综合精度，而没有对谐波减速器在实际工装状态时的运动数据进行测量和以具体测量数据作为综合精度的计算依据，存在综合精度测试结果主观性强且测试结果不准确的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种谐波减速器综合精度测试机，其能够模拟实际工作状态对谐波减速器进行综合精度测试，以获得准确性高的综合精度测试结果。

本发明的另一目的是提供一种谐波减速器综合精度测试方法，其能够模拟实际工作状态对谐波减速器进行综合精度测试，以获得准确性高的综合精度测试结果。

为了实现上述目的，本发明公开了一种谐波减速器综合精度测试机，包括机台、机器人、负载件、控制器、位置检测装置以及处理器；所述机器人具有若干用以安装待测谐波减速器的关节；所述负载件装设在所述机器人的末端；所述控制器控制所述机器人以额定速度从起始位置出发经过极限位置后回到测试位置；所述位置检测装置用于检测所述机器人回到所述测试位置时的实际位置信息；所述处理器预设有所述机器人按照额定速度从所述起始位置出发经过所述极限位置后回到所述测试位置的理论位置信息；所述处理器接收所述实际位置信息并与所述理论位置信息进行比对，借由比对的结果获得安装于所述机器人上的谐波减速器的综合精度。

较佳地，所述位置检测装置包括三维检测模块和安装在所述机器人上的测试件，所述三维检测模块借由检测所述测试件的位置获得所述实际位置信息，所述检测模块包括两两相互垂直设置于所述机台上的X轴位置检测器、Y轴位置检测器及Z轴位置检测器。

较佳地，所述测试件安装在所述负载件的下端。

更佳地，所述位置检测装置还包括检测器安装件，所述检测器安装件安装在所述机台上，所述检测器安装件包括第一安装部和由所述第一安装部的远离所述测试位置的一侧沿X轴延伸的第二安装部，所述Y轴位置检测器安装在所述第一安装部的顶面，所述X轴位置检测器安装在所述第二安装部的顶面，所述Z轴位置检测器安装在所述第二安装部的靠近所述测试位置的一竖直侧面。

更佳地，所述X轴位置检测器、Y轴位置检测器、Z轴位置检测器为激光位移传感器。

较佳地，所述机器人为四轴机器人。

较佳地，所述谐波减速器综合精度测试机还包括显示器，所述显示器与所述处理器通信连接，所述显示器显示所述处理器输出的综合精度数据。

为了实现上述目的，本发明还公开了一种谐波减速器综合精度测试方法，包括如下步骤：

S1:提供谐波减速器综合精度测试机，所述谐波减速器综合精度测试机包括机台、机器人、负载件、位置检测装置、控制器以及处理器，所述机器人具有若干关节，所述负载件装设在所述机器人的末端；

S2:将待测谐波减速器安装在所述机器人的各个关节；

S3:控制所述机器人以额定速度从起始位置出发运动至极限位置后回到测试位置；

S4:检测所述机器人回到所述测试位置时的实际位置信息；

S5:将所述实际位置信息与预设的理论位置信息进行比对，依据比对的结果获得安装于所述机器人上的谐波减速器的综合精度。

较佳地，在步骤S5之前，多次重复步骤S3至S4；且步骤S5具体为：分别将多次检测得到的所述实际位置信息的数值取平均值；将所述实际位置信息的数值平均值与所述理论位置信息进行比对，依据比对的结果获得安装于所述机器人上的谐波减速器的综合精度。

较佳地，所述测试位置为所述起始位置。

与现有技术相比，本发明的谐波减速器综合精度测试机通过将待测谐波减速器安装在机器人的各个关节，并在机器人的末端装设负载件来模拟额定负载，通过控制器控制机器人负载负载件以额定速度从起始位置出发经过若干极限位置后回到测试位置，然后利用位置检测装置检测机器人回到测试位置时的实际位置信息，然后通过处理器比对实际位置信息与其预设的理论位置信息，根据比对的结果获得谐波减速器的综合精度。本发明能够模拟谐波减速器的实际工作状态来对谐波减速器的综合精度进行测试，并依据测试过程中获得的测试数据来计算出谐波减速器综合精度，确保了谐波减速器综合精度测试结果的准确性；且本发明的谐波减速器综合精度测试机结构简单，耗费成本低。

附图说明

图1是本发明实施例谐波减速器综合精度测试机的立体结构示意图。

图2是图1所示谐波减速器综合精度测试机的主视图。

图3是图1所示谐波减速器综合精度测试机的左视图。

图4是图1所示谐波减速器综合精度测试机的俯视图。

图5是图1所示谐波减速器综合精度测试机去掉上部部分结构后的结构示意图。

图6是图5中A部分的放大图。

图7是图5所示谐波减速器综合精度测试机另一角度的结构示意图。

图8是图7中B部分的放大图。

图9是本发明实施例谐波减速器综合精度测试机的电控系统组成框图。

图10是本发明实施例谐波减速器综合精度测试方法的流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1至图9，本发明公开了一种谐波减速器综合精度测试机100，其模拟谐波减速器的实际工作状态(即是在额定负载、额定转速、极限工作位置等条件下)对谐波减速器的综合精度进行测试，以确保谐波减速器综合精度测试结果的准确性，并将测试得到的综合精度显示出来。具体的，本发明的谐波减速器综合精度测试机100包括机台11、机器人2、负载件3、位置检测装置4、控制器5以及处理器6，机器人2具有若干用以安装待测谐波减速器的关节；负载件3装设在机器人2的末端，以给机器人2提供额定负载，优选的，负载件3为配重块；测试过程中，控制器5控制机器人2负载负载件3以额定速度从起始位置出发经过若干极限位置后回到测试位置；位置检测装置4用于检测机器人2回到测试位置时的实际位置信息，并将获取到的实际位置信息发送至处理器6，处理器6预设有机器人2负载负载件3按照额定速度从起始位置出发经过极限位置后回到测试位置的理论位置信息；处理器6将实际位置信息与理论位置信息进行比对，借由比对的结果获得安装于机器人2上的谐波减速器的综合精度。优选的，测试位置为起始位置，但不应以此为限。

附带一提的是，文中所述“处理器”、“控制器”并非特指两个独立的电控装置，其也可以为兼具有处理功能模块和控制功能模块的电控装置，具体实施中不以其具体表现形式为限制。

以下，结合图1-图9对本发明的谐波减速器综合精度测试机100作进一步的详细说明。

请参阅图1和图5，图1和图5所示的谐波减速器综合精度测试机100包括有位于其机柜1的下部的电控柜12和位于电控柜12上方的机台11，机器人2通过固定底座21安装在机台11上。机柜1的外侧安装有输入装置7，输入装置7包括有键盘、鼠标等，通过输入装置7将理论位置信息输入至处理器6和将相关的运动控制指令输入至控制器5，控制器5根据运动控制指令控制机器人2运动至相应的位置(如极限位置、测试位置等)，处理器6比对理论位置信息和位置检测装置4获得的实际位置信息，以根据比对结果获得谐波减速器的综合精度。进一步的，处理器6还依据得到的综合精度和国家标准关于机器人2重复定位综合精度的要求自动判断得出测试结果(即该谐波减速器的综合精度是否合格)。

在一实施例中，机柜1上还装设有显示器8，显示器8与处理器6通信连接，通过显示器8显示处理器6输出的实际位置信息、理论位置信息、综合精度数据、测试结果等，实现了测试数据和测试结果的实时显示。

进一步的，机柜1的顶部还设置有用于指示谐波减速器综合精度测试机100的工作状态的指示灯9，通过指示灯9的不同颜色指示谐波减速器综合精度测试机100当前的工作状态为正常状态或故障状态，以使得现场的工作人员能够直观获知谐波减速器综合精度测试机100的工作状态。

请参阅图5至图8，具体的，位置检测装置4包括通过检测器安装件41安装在机台11上的三维检测模块和安装在机器人2上的测试件42，三维检测模块借由检测测试件42的位置获得实际位置信息。更具体的，检测模块包括两两相互垂直设置于机台11上的X轴位置检测器43、Y轴位置检测器44及Z轴位置检测器45，X轴位置检测器43、Y轴位置检测器44、Z轴位置检测器45分别检测机器人2返回测试位置时测试件42在X轴、Y轴、Z轴方向的位置，从而获得机器人2的实际X轴位置、实际Y轴位置及实际Z轴位置(即是实际位置信息)；相应的，理论位置信息为三维信息，即包括理论X轴位置、理论Y轴位置及理论Z轴位置，处理器6比对实际X轴位置与理论X轴位置、实际Y轴位置与理论Y轴位置及实际Z轴位置与理论Z轴位置，然后综合三个维度的比对结果获得谐波减速器的综合精度。

具体的，测试件42通过固定块46安装在负载件3的下端，但不应以此为限，具体实施中也可以将测试件42安装在机器人2的其它位置。X轴位置检测器43、Y轴位置检测器44、Z轴位置检测器45均为激光位移传感器，当然，具体实施中X轴位置检测器43、Y轴位置检测器44、Z轴位置检测器45也可以为其它类型的检测器，故不应以此为限。在本实施例中，机器人2为四轴机器人。

请继续参阅图5至图8，更具体的，检测器安装件41安装在一固定底板47上，固定底板47通过固定螺栓安装在机台11上，检测器安装件41包括第一安装部411和由第一安装部411的远离测试位置的一侧沿X轴延伸的第二安装部412，Y轴位置检测器44安装在第一安装部411的顶面，X轴位置检测器43安装在第二安装部412的顶面，Z轴位置检测器45安装在第二安装部412的靠近测试位置的一竖直侧面上。通过检测器安装件41实现X轴位置检测器43、Y轴位置检测器44及Z轴位置检测器45三个检测器的安装，结构简单。进一步的，检测器安装件41的俯视图为“L”型，第一安装部411和第二安装部412分别为该检测器安装件41的相互垂直的两个部分。

请参阅图5至图10，本发明还公开了一种谐波减速器综合精度测试方法，以模拟谐波减速器的实际工作状态(即是在额定负载、额定转速、极限工作位置等条件下)对谐波减速器的综合精度进行测试，从而确保谐波减速器综合精度测试结果的准确性，并将测试得到的综合精度显示出来。下面分别对该方法的不同实施例进行描述。

在一实施例中，谐波减速器综合精度测试方法包括如下步骤：

S1:提供谐波减速器综合精度测试机100，谐波减速器综合精度测试机100包括机台11、机器人2、负载件3、位置检测装置4、控制器5以及处理器6，机器人2具有若干关节，负载件3装设在机器人2的末端；

S2:将待测谐波减速器安装在机器人2的各个关节；

S3:控制机器人2以额定速度从起始位置出发运动至若干极限位置后回到测试位置；

S4:检测机器人2回到测试位置时的实际位置信息；

S5:将实际位置信息与预设的理论位置信息进行比对，依据比对的结果获得安装于机器人2上的谐波减速器的综合精度。

具体的，位置检测装置4包括三维检测模块和安装在机器人2上的测试件42，三维检测模块借由检测测试件42的位置获得实际位置信息。更具体的，检测模块包括两两相互垂直设置于机台11上的X轴位置检测器43、Y轴位置检测器44及Z轴位置检测器45；实际位置信息和理论位置信息为三维信息，实际位置信息包括实际X轴位置、实际Y轴位置及实际Z轴位置，理论位置信息包括理论X轴位置、理论Y轴位置及理论Z轴位置，通过比对实际X轴位置与理论X轴位置、实际Y轴位置与理论Y轴位置及实际Z轴位置与理论Z轴位置，然后综合三个维度的比对结果获得谐波减速器的综合精度。优选的，测试位置为起始位置，但不应以此为限。

在另一实施例中，在步骤S5之前，多次(例如30次)重复步骤S3至S4，以获得多组测试数据，即获得多组实际位置信息，从而根据多组实际位置信息和预设的理论位置信息获得谐波减速器的综合精度，提高综合精度测试结果。进一步的，步骤S5具体为：分别将多次检测得到的实际位置信息的数值取平均值；将实际位置信息的数值平均值与理论位置信息进行比对，依据比对的结果获得安装于机器人2上的谐波减速器的综合精度。当然，在进行比对之前，还需将预设的理论位置信息输入至处理器6。

在又一实施例中，处理器6还依据得到的综合精度和国家标准关于机器人2重复定位综合精度的要求自动判断得出测试结果(即该谐波减速器的综合精度是否合格)。进一步的，在步骤S5之后，还通过显示器8将实际位置信息、理论位置信息、综合精度数据、测试结果等显示出来，以实现测试数据和测试结果的实时显示。

与现有技术相比，本发明的谐波减速器综合精度测试机100通过将待测谐波减速器安装在机器人2的各个关节，并在机器人2的末端装设负载件3来模拟额定负载，通过控制器5控制机器人2负载负载件3以额定速度从起始位置出发经过若干极限位置后回到测试位置，然后利用位置检测装置4检测机器人2回到测试位置时的实际位置信息，然后通过处理器6比对实际位置信息与其预设的理论位置信息，根据比对的结果获得谐波减速器的综合精度。本发明能够模拟谐波减速器的实际工作状态来对谐波减速器的综合精度进行测试，并依据测试过程中获得的测试数据来计算出谐波减速器综合精度，确保了谐波减速器综合精度测试结果的准确性；且本发明的谐波减速器综合精度测试机100结构简单，耗费成本低。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种谐波减速器综合精度测试机，其特征在于，包括：

机台；

机器人，具有若干用以安装待测谐波减速器的关节；

负载件，装设在所述机器人的末端；

控制器，控制所述机器人以额定速度从起始位置出发经过极限位置后回到测试位置；

位置检测装置，所述位置检测装置用于检测所述机器人回到所述测试位置时的实际位置信息；以及

处理器，所述处理器预设有所述机器人按照额定速度从所述起始位置出发经过所述极限位置后回到所述测试位置的理论位置信息；所述处理器接收所述实际位置信息并与所述理论位置信息进行比对，借由比对的结果获得安装于所述机器人上的谐波减速器的综合精度。

2.根据权利要求1所述的谐波减速器综合精度测试机，其特征在于，所述位置检测装置包括三维检测模块和安装在所述机器人上的测试件，所述三维检测模块借由检测所述测试件的位置获得所述实际位置信息，所述检测模块包括两两相互垂直设置于所述机台上的X轴位置检测器、Y轴位置检测器及Z轴位置检测器。

3.根据权利要求2所述的谐波减速器综合精度测试机，其特征在于，所述测试件安装在所述负载件的下端。

4.根据权利要求2所述的谐波减速器综合精度测试机，其特征在于，所述位置检测装置还包括检测器安装件，所述检测器安装件安装在所述机台上，所述检测器安装件包括第一安装部和由所述第一安装部的远离所述测试位置的一侧沿X轴延伸的第二安装部，所述Y轴位置检测器安装在所述第一安装部的顶面，所述X轴位置检测器安装在所述第二安装部的顶面，所述Z轴位置检测器安装在所述第二安装部的靠近所述测试位置的一竖直侧面。

5.根据权利要求2所述的谐波减速器综合精度测试机，其特征在于，所述X轴位置检测器、Y轴位置检测器、Z轴位置检测器为激光位移传感器。

6.根据权利要求1所述的谐波减速器综合精度测试机，其特征在于，所述机器人为四轴机器人。

7.根据权利要求1所述的谐波减速器综合精度测试机，其特征在于，还包括显示器，所述显示器与所述处理器通信连接，所述显示器显示所述处理器输出的综合精度数据。

8.一种谐波减速器综合精度测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1:提供谐波减速器综合精度测试机，所述谐波减速器综合精度测试机包括机台、机器人、负载件、位置检测装置、控制器以及处理器，所述机器人具有若干关节，所述负载件装设在所述机器人的末端；

S2:将待测谐波减速器安装在所述机器人的各个关节；

S3:控制所述机器人以额定速度从起始位置出发运动至极限位置后回到测试位置；

S4:检测所述机器人回到所述测试位置时的实际位置信息；

S5:将所述实际位置信息与预设的理论位置信息进行比对，依据比对的结果获得安装于所述机器人上的谐波减速器的综合精度。

9.根据权利要求8所述的谐波减速器综合精度测试方法，其特征在于，在步骤S5之前，多次重复步骤S3至S4；且步骤S5具体为：

分别将多次检测得到的所述实际位置信息的数值取平均值；

将所述实际位置信息的数值平均值与所述理论位置信息进行比对，依据比对的结果获得安装于所述机器人上的谐波减速器的综合精度。

10.根据权利要求8所述的谐波减速器综合精度测试方法，其特征在于，所述测试位置为所述起始位置。