CN113021414B - 一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器人性能测试技术领域，具体是一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法，其具体步骤如下：S100、安装振动加速度传感器；S200、确定机器人抖动测试轨迹；S300、计算机通过驱动器采集机器人运行时的关节电机电流数据，振动加速度传感器采集振动加速度数据；S400、计算机计算关节电机电流波动极差值，计算机计算振动加速度结果；S500、计算电流波动极差值结果和振动加速度测试结果的相关性；S600、计算机生成机器人抖动测试报告，通过振动加速度传感器将现有的机器人抖动的主观评价变成客观的定量测量，可以定量测量和描述机器人抖动程度，且采集简便，测量时间短，设备成本低廉，人员要求低。
Description
技术领域
本发明涉及机器人性能测试技术领域，具体是一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法。
背景技术
工业机器人因其多自由度、工作空间大、可重复编程和自动控制等优点，在汽车、3C电子、家电、光伏等行业实现码垛、搬运、喷涂等多功能应用。但是在高精度行业应用，如激光焊接、涂胶、高精密搬运等等，对工业机器人提出更高的要求，例如机器人不能发生抖动。并且，机器人抖动极大地影响了用户的体验感。以当前机器人发展现状，主要还是定性描述抖动是否发生，即依靠肉眼观测评价抖动，而没有定量的数据和指标来衡量。所以，找到表征抖动的指标，并定量测量机器人抖动程度显得尤为重要。
机器人抖动实际上就是一种振动问题，可以用振动位移来表征机器人抖动程度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法。
一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法，其具体步骤如下：
S100、安装振动加速度传感器；
S200、确定机器人抖动测试轨迹；
S300、计算机通过驱动器采集机器人运行时的关节电机电流数据，振动加速度传感器采集振动加速度数据；
S400、计算机计算关节电机电流波动极差值，计算机计算振动加速度结果；
S500、计算电流波动极差值结果和振动加速度测试结果的相关性；
S600、计算机生成机器人抖动测试报告。
所述的步骤S100具体包括如下步骤：
将振动加速度传感器固定在机器人小臂的末端上。
所述的步骤S200具体包括如下步骤：
根据被测的机器人的实际应用场景，选出常用工况下机器人抖动最明显的轨迹作为抖动的测试轨迹。
所述的步骤S300具体包括如下步骤：
a、机器人抖动测试轨迹确定好之后，在计算机上设定开始采集运动关节的电机电流数据，同时设定计算机开始采集振动加速度传感器的测试数据。
b、在示教器上驱动机器人按照抖动测试轨迹运行，共计5个循环；
c、待机器人运行结束后，在计算机上设定停止采集运动关节的电机电流数据，同时设定计算机停止采集振动加速度传感器的测试数据；
d、共存储5组驱动器采集的关节电机电流数据和5组振动加速度传感器采集的测试数据。
所述的步骤S400具体包括如下步骤：
将采集的关节电机电流数据导入到计算机软件中计算电流波动极差值，同时将采集的振动加速度传感器的数据导入计算机中计算x,y,z三个方向振动加速度的矢量和。
所述的步骤S500具体包括如下步骤：
a、将计算出来的电流波动极差值和振动加速度矢量和的结果导入计算机中计算Spearman相关性系数和P值；
b、当Spearman相关性系数大于0.8，且P值小于0.05时，能够认为电流波动极差值和振动加速度测试的结果极强相关，此时可以认为通过驱动器采集的关节电机电流数据得到的电流波动极差值可以代表振动加速度传感器测试的振动加速度结果。
本发明的有益效果是：通过振动加速度传感器将现有的机器人抖动的主观评价变成客观的定量测量，可以定量测量和描述机器人抖动程度，且采集简便，测量时间短，设备成本低廉，人员要求低，提供了一种基于驱动器采集关节电机电流数据的定量测量机器人抖动的工业机器人性能测试方法，同时，使用振动加速度传感器测量同种工况下的振动加速度值，校验本发明提出的电流波动法的测试结果的有效性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的流程结构示意图；
图2是本发明的连接关系抖动测试示意图；
图3是本发明的图2中A处结构放大结构示意图；
附图标记：1、驱动器；2、机器人；3、计算机；4、振动加速度传感器。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1至图3所示，一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法，其具体步骤如下：
S100、安装振动加速度传感器；
S200、确定机器人抖动测试轨迹；
S300、计算机通过驱动器采集机器人运行时的关节电机电流数据，振动加速度传感器采集振动加速度数据；
S400、计算机计算关节电机电流波动极差值，计算机计算振动加速度结果；
S500、计算电流波动极差值结果和振动加速度测试结果的相关性；
S600、计算机生成机器人抖动测试报告。
通过振动加速度传感器4将现有的机器人抖动的主观评价变成客观的定量测量，可以定量测量和描述机器人抖动程度，且采集简便，测量时间短，设备成本低廉，人员要求低，提供了一种基于驱动器采集关节电机电流数据的定量测量机器人抖动的工业机器人性能测试方法，同时，使用振动加速度传感器4测量同种工况下的振动加速度值，校验本发明提出的电流波动法的测试结果的有效性。
所述的步骤S100具体包括如下步骤：
将振动加速度传感器4固定在机器人2小臂的末端上。
所述的步骤S200具体包括如下步骤：
根据被测的机器人2的实际应用场景，选出常用工况下机器人2抖动最明显的轨迹作为抖动的测试轨迹，适用于评价任意轨迹的抖动程度。
所述的步骤S300具体包括如下步骤：
a、机器人2抖动测试轨迹确定好之后，在计算机3上设定开始采集运动关节的电机电流数据，同时设定计算机3开始采集振动加速度传感器4的测试数据。
b、在示教器上驱动机器人2按照抖动测试轨迹运行，共计5个循环；
c、待机器人2运行结束后，在计算机3上设定停止采集运动关节的电机电流数据，同时设定计算机3停止采集振动加速度传感器4的测试数据；
d、共存储5组驱动器采集的关节电机电流数据和5组振动加速度传感器4采集的测试数据。
所述的步骤S400具体包括如下步骤：
将采集的关节电机电流数据导入到计算机3软件中计算电流波动极差值，同时将采集的振动加速度传感器4的数据导入计算机3中计算x,y,z三个方向振动加速度的矢量和。
所述的步骤S500具体包括如下步骤：
a、将计算出来的电流波动极差值和振动加速度矢量和的结果导入计算机中计算Spearman相关性系数和P值；
b、当Spearman相关性系数大于0.8，且P值小于0.05时，能够认为电流波动极差值和振动加速度测试的结果极强相关，此时可以认为通过驱动器1采集的关节电机电流数据得到的电流波动极差值可以代表振动加速度传感器4测试的振动加速度结果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法，其特征在于：其具体步骤如下：
S100、安装振动加速度传感器；
S200、确定机器人抖动测试轨迹；
S300、计算机通过驱动器采集机器人运行时的关节电机电流数据，振动加速度传感器采集振动加速度数据；
S400、计算机计算关节电机电流波动极差值，计算机计算振动加速度结果；
S500、计算电流波动极差值结果和振动加速度测试结果的相关性；
S600、计算机生成机器人抖动测试报告；
所述的步骤S500具体包括如下步骤：
a、将计算出来的电流波动极差值和振动加速度矢量和的结果导入计算机中计算Spearman相关性系数和P值；
b、当Spearman相关性系数大于0.8，且P值小于0.05时，能够认为电流波动极差值和振动加速度测试的结果极强相关，此时可以认为通过驱动器（1）采集的关节电机电流数据得到的电流波动极差值可以代表振动加速度传感器（4）测试的振动加速度结果。
2.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法，其特征在于：所述的步骤S100具体包括如下步骤：
将振动加速度传感器（4）固定在机器人（2）小臂的末端上。
3.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法，其特征在于：所述的步骤S200具体包括如下步骤：
根据被测的机器人（2）的实际应用场景，选出常用工况下机器人（2）抖动最明显的轨迹作为抖动的测试轨迹。
4.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法，其特征在于：所述的步骤S300具体包括如下步骤：
a、机器人（2）抖动测试轨迹确定好之后，在计算机（3）上设定开始采集运动关节的电机电流数据，同时设定计算机（3）开始采集振动加速度传感器（4）的测试数据；
b、在示教器上驱动机器人（2）按照抖动测试轨迹运行，共计5个循环；
c、待机器人（2）运行结束后，在计算机（3）上设定停止采集运动关节的电机电流数据，同时设定计算机（3）停止采集振动加速度传感器（4）的测试数据；
d、共存储5组驱动器采集的关节电机电流数据和5组振动加速度传感器（4）采集的测试数据。
5.根据权利要求1所述的一种工业机器人末端抖动程度测量评价方法，其特征在于：所述的步骤S400具体包括如下步骤：
将采集的关节电机电流数据导入到计算机（3）软件中计算电流波动极差值，同时将采集的振动加速度传感器（4）的数据导入计算机（3）中计算x, y, z三个方向振动加速度的矢量和。
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