CN115446873A - 一种工业机器人的定位精度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工业机器人的定位精度测量装置，属于工业机器人工装检具技术领域。它解决了如何提高定位精度测量装置的使用便捷性的问题。本工业机器人的定位精度测量装置包括底板、三个千分表、下定位模具以及上定位模具，底板上竖直设有若干伸缩杆，下定位模具上具有连接碗，下定位模具上固设有螺杆，连接碗与所述螺杆相螺接，上定位模具与连接碗相插接，各千分表分别铰接在若干伸缩杆的上端并通过紧固件锁紧，且其中一个三千分表的检测端朝上设置，各千分表的检测端的朝向两两交叉设置，下定位模具的外壁分别于与三个千分表的检测端抵靠。本工业机器人的定位精度测量装置能够提高定位精度测量装置的使用便捷性。

Description

一种工业机器人的定位精度测量装置

技术领域

本发明属于工业机器人工装检具技术领域，涉及一种工业机器人的定位精度测量装置。

背景技术

现有技术中，随着技术的不断革新、产业不断升级，工业机器人被广泛应用到流水线中，以代替人工对工件进行制造加工、精度检测等，由此提高生产效率，降低人工成本。

但实际使用过程中，工业机器人在长时间使用后，由于各种外界因素(例如传动部件磨损等)均会造成工业机器人的定位精度发生偏差，常年累月下该偏差量会不断增大，从而导致工业机器人在执行正常的标定(加工)程序时，在工件上刻画的标线或对工件的加工便会产生较大的误差，徒增返工率，严重情况下还会造成工件直接报废。

为规避上述缺陷，现有技术中往往会周期性的对工业机器人的定位精度进行测量，所使用的工具一般为激光标定仪，需要检测人员通过激光标定仪发射的激光光束使工业机器人在有限空间内对工业机器人各个方向的移动量进行重复测量，将所测得的数据与工业机器人原本设定的移动量进行比较，以此检测工业机器人的定位精度有无发生改变。

但激光标定仪的价格较为昂贵，对于生产制造方的成本存在较大的影响，且后期维护保养也成为主要难题，且操作人员需要根据工业机器人的摆放位置以及姿态对激光标定仪的位置进行不断调整，同时需要熟悉运用激光标定仪的各项功能，并非对照说明书进行操作便可准确实施测量工作，对操作人员针对于激光标定仪的的操作熟练度需要有非常高的要求，不然便可能造成工业机器人定位精度不准确的情况。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种工业机器人的定位精度测量装置，本发明所要解决的技术问题是：如何提高定位精度测量装置的使用便捷性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种工业机器人的定位精度测量装置，包括底板、第一千分表、第二千分表以及第三千分表，其特征在于，所述底板上竖直设有若干伸缩杆，本定位精度测量装置还包括下定位模具与用于连接工业机器人的上定位模具，所述下定位模具上具有连接碗，且所述下定位模具上固设有螺杆，所述连接碗与所述螺杆相螺接，所述上定位模具与所述连接碗相插接，所述第一千分表、所述第二千分表和所述第三千分表分别铰接在若干所述伸缩杆的上端并通过紧固件锁紧，所述第三千分表的检测端朝上设置，所述第一千分表、所述第二千分表和所述第三千分表的检测端的朝向两两交叉设置，所述下定位模具的底壁与所述第三千分表的检测端抵靠，所述下定位模具两相邻侧壁侧壁分别与所述第一千分表和所述第二千分表的检测端相抵靠。

本工业机器人的定位精度测量装置包括底板、第一千分表、第二千分表、第三千分表上定位模具以及下定位模具，底板上竖直设置有若干伸缩杆(各伸缩杆也可由气缸、油缸等进行替换)，千分表的数量与伸缩杆的数量一一对应，且各千分表对应的铰接在若干伸缩杆的上端并通过紧固件锁紧固定，三个千分表的检测端分别对应空间坐标系中的XYZ三轴，且各千分表的检测端均与下定位模具进行连接，使得下定位模具定位在底板上，下定位模具上设有连接碗与螺杆，螺杆固定在下定位模具上，且连接碗与螺杆螺接在一起，使用时检测人员能够将上定位模具固定在机器人的末端，在上定位模具与下定位模具中的连接碗进行连接后启动机器人的标定程序，使得机器人通过下定位模具挤压各个千分表的检测端，由此检测机器人执行标定程序时检测各个方向的位移量是否具有误差；除此之外，本定位精度测量装置考虑到不同机器人的加工方式是不同的，所以其末端的摆放姿态也是不同的，为保证机器人在定位精度检测过程中仍然能够保持在原有姿态，本定位进度测量装置将各千分表铰接在各伸缩杆上，由此在进行定位精度检测前，检测人员能够对照机器人末端的摆放姿势对各千分表进行位置调整，该状态下下定位模具的摆放姿态也会相应进行改变，在各千分表的检测端仍然对应空间坐标系中的XYZ三轴的前提下，使得下定位模具上的连接碗与装配在机器人末端的上定位模具能够正常连接定位，无需对工业机器人末端的摆放姿态进行变换，保证在测量完毕后无需调节工业机器人末端的姿态，有效保证工业机器人的定位精度测量方便，此外，由于连接碗与螺杆螺接在一起，在连接碗与上定位模具摆放姿态相对应的前提下，工作人员能够选择驱动连接碗向机器人末端方向运动，由此在机器人末端保持静止的前提下实现与定位精度测量装置的连接，保证工业机器人的定位精度测量方便，同时机器人末端在原本姿态下运行标定程序，保证定位精度测量装置测量数据更为客观、准确。

在上述的工业机器人的定位精度测量装置中，所述下定位模具呈方块状且顶部开设插口，所述螺杆固设在所述插口内底壁上，所述连接碗嵌设在插口内并与所述螺杆相螺接。

下定位模具具体呈方块状，其顶部开设插口，连接碗插接插口内并与插口底壁上的螺杆进行螺接，以防止螺杆过于凸出，避免螺杆与其他部件发生干涉，使用者能够顺时针或逆时针转动连接碗，使得连接碗与螺杆配合实现上升或下降，且作为优选方案，能够在连接碗的内壁上开设多个抓持孔，检测人员能够用手或工装配合抓持孔控制连接碗顺时针或逆时针转动，由此能够在机器人末端保持静止的前提下实现与定位精度测量装置的连接，保证工业机器人的定位精度测量方便。

在上述的工业机器人的定位精度测量装置中，所述连接碗的周向外壁与所述插口的周向内壁相贴合，所述连接碗的周向内壁呈锥面状，所述上定位模具上具有呈圆锥状的连接凸部，所述连接凸部插接在所述连接碗内。

连接碗的周向外侧壁与插口的周向内侧壁相贴合，从而保证连接碗在被推动或拉动过程中其外壁不会与插口内壁发生卡滞现象，又能够保证检测过程中传递的力直接由插口内壁承受，避免连接碗与螺杆的连接处承受载荷过大，保证连接碗与螺杆的连接稳定性；此外，将连接碗的内壁设置呈锥面状，且在上定位模具上设置呈圆锥状的连接凸部，保证两者连接时的同轴度，同时两者形状适配，能够有效保证连接在上定位模具与下定位模具连接在一起时的自锁性，也能够根据使用需求调整连接凸部的插入量以达到连接凸部与连接槽之间的间隙以及过盈量。

在上述的工业机器人的定位精度测量装置中，若干伸缩杆包括第一伸缩杆、第二伸缩杆以及第三伸缩杆，所述第一千分表铰接在第一伸缩杆上并使自身检测端沿X轴方向设置，所述第二千分表铰接在第二伸缩杆上并使自身检测端沿Z轴方向设置，所述第三千分表铰接在第三伸缩杆上并使自身检测端沿Y轴方向设置。

第一千分表铰接在第一伸缩杆的上端并使自身的检测端对应空间坐标系的X轴方向，第二千分表铰接在第二伸缩杆的上端并使自身的检测端对应空间坐标系的Z轴，第三千分表铰接在第三伸缩杆的上端并使自身的检测端对应空间坐标系的Y轴，由此使得检测过程中下定位模具在XYZ三轴方向上的移动量能够分别被第一千分表、第二千分表以及第三千分表精确测量。

在上述的工业机器人的定位精度测量装置中，所述第一伸缩杆上端开设第一球碗，所述第一千分表上设有第一球头，所述第一球头转动连接在第一球碗内，所述第二伸缩杆上设有第二球碗，所述第二千分表上设有第二球头，所述第二球头转动连接在第二球碗内，所述第三伸缩杆上开设有第三球碗，所述第三千分表上设有第三球头，所述第三球头转动连接在第三球碗内。

各伸缩杆与各千分表均通过球头配合球碗进行球铰接，由此使得各千分表的转动幅度更大，由此确保本定位精度测量装置适用于不同姿态的工业机器人。

在上述的工业机器人的定位精度测量装置中，所述第一伸缩杆上螺接有第一抵紧钉，所述第一抵紧钉抵紧在所述第一球头外壁上，所述第二伸缩杆上螺接有第二抵紧钉，所述第二抵紧钉抵紧在所述第二球头外壁上，所述第三伸缩杆上螺接有第三抵紧钉，所述第三抵紧钉抵紧在所述第三球头外壁上。

各伸缩杆上螺接有抵紧钉，在对各千分表的位置进行调节后，检测人员能够向内旋入抵紧钉使得各千分表的位置定位，由此保证检测精度。

在上述的工业机器人的定位精度测量装置中，所述第一千分表的检测端上固设有与下定位模具外侧壁抵靠的第一抵靠板，所述第二千分表的检测端上固设有与下定位模具外侧壁抵靠的第二抵靠板，所述第三千分表的检测端上固设有与下定位模具底壁抵靠的第三抵靠板。

每个千分表的检测端上固设抵靠板，且各千分表的检测端通过抵靠板与下定位模具的外壁进行抵靠，既能够保证下定位模具的定位稳定性，又能够保证进行检测时各千分表的检测端均匀受力，保证检测精度。

在上述的工业机器人的定位精度测量装置中，所述上定位模具呈长条状，所述上定位模具一端具有所述连接凸部，另一端设有圆盘状的连接法兰。

上定位模具具体呈长条状，其一端通过打磨抛光的方式形成连接凸部，另一端一体成型呈圆盘状的连接法兰，两者位置处于同一轴心线上，且工业机器人输出端与连接法兰通过紧固件螺接固定，保证定位精度测量工业机器人输出端位置与原本进行标定程序时相一致，确保定位精度测量的准确性。

在上述的工业机器人的定位精度测量装置中，所述底板下侧板面上开设有若干安装槽，每个所述安装槽内嵌设有磁铁。

本定位精度测量装置能够通过各磁铁使底板磁性吸附在各含有铁镍元素的金属平台上，从而保证定位精度测量以及工件加工精度测量时定位精度测量装置的稳定性。

与现有技术相比，本工业机器人的定位精度测量装置具备以下优点：

一、本工业机器人的定位精度测量装置通过用于工业机器人连接的上定位模具与底板上的下定位模具连接，在工业机器人进行执行常规的标定程序时通过上定位模具带动下定位模具在底板上运动，使得各个千分表测得工业机器人执行标定程序时各个方向的位移量，以此为对照检测工业机器人的定位精度是否准确，同时能够通过转动各千分表使得下定位模具的摆放姿态进行调整，使本定位精度测量装置适用于不同摆放姿态的工业机器人，由此使本定位精度测量装置通用性更高。

附图说明

图1是本工业机器人的定位精度测量装置上定位模具与下定位模具连接时的结构示意图。

图2是本工业机器人的定位精度测量装置上定位模具与下定位模具分离时的结构示意图。

图3是本工业机器人的定位精度测量装置的爆炸图。

图4是上定位模具的结构示意图。

图5是下定位模具的剖视图。

图6是底板的结构示意图。

图中，1、底板；11、第一伸缩杆；111、第一球碗；112、第一抵紧钉；12、第二伸缩杆；121、第二球碗；122、第二抵紧钉；13、第三伸缩杆；131、第三球碗；132、第三抵紧钉；14、安装槽；141、磁铁；2、第一千分表；21、第一球头；22、第一抵靠板；3、第二千分表；31、第二球头；32、第二抵靠板；4、第三千分表；41、第三球头；42、第三抵靠板；5、上定位模具；51、连接碗；52、插口；521、螺杆；6、下定位模具；61、连接凸部；62、连接法兰。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-3所示，本工业机器人的定位精度测量装置包括一块呈长方体状的底板1，且底板1上设有呈立方体状的下定位模具5，底板1的上侧板面上沿下定位模具5的周向竖直设置有若干伸缩杆，具体为第一伸缩杆11、第二伸缩杆12以及第三伸缩杆13，第一伸缩杆11、第二伸缩杆12以及第三伸缩杆13的下端均与底板1的上侧板面焊接顶端，第一伸缩杆11的上端开设有第一球碗111，第二伸缩杆12的上端开设有第二球碗121，第三伸缩杆13的上端开设有第三球碗131，本定位精度测量装置还包括第一千分表2、第二千分表3以及第三千分表4，第一千分表2沿空间坐标系X轴方向设置且底面设有第一球头21，第二千分表3沿空间坐标系Z轴方向设置且底面设有第二球头31，第三千分表4沿空间坐标系Y轴方向设置且底面设有第三球头41，第一球头21转动连接在第一球碗111内并通过螺接在第一伸缩杆11上的第一抵紧钉112进行抵紧，第二球头31转动连接在第二球碗121内并通过螺接在第二伸缩杆12上的第二抵紧钉122进行抵紧，第三球头41转动连接在第三球碗131内并通过螺接在第三伸缩杆13上的第三抵紧钉132进行抵紧，第一千分表2的检测端固设有第一抵靠板22，第二千分表3的检测端固设有第二抵靠板32，第三千分表4的检测端固设有第三抵靠板42，第一千分表2与第二千分表3通过第一抵靠板22与第二抵靠板32分别抵靠在下定位模具5相邻的两侧外壁上，第三千分表4通过第三抵靠板42抵靠在下定位模具5的底壁上，由此对下定位模具5进行托举支撑。

结合图4-5，下定位模具5的顶壁上开设有插口52，插口52内插接有连接碗51，连接碗51的内壁呈锥面状且周向外壁与插口52的周向内壁贴合，插口52的内底壁上设有螺杆521，连接碗51底部开设螺纹孔，连接碗51通过螺纹孔与螺杆521相螺接，且作为优选方案，连接碗内壁上开设有两个用于供工装插接的抓持孔，本工业机器人的定位精度测量装置还包括一根呈长条状的上定位模具6，上定位模具6的一端通过打磨抛光形成呈圆锥状的连接凸部61，另一端一体成型有呈圆盘状的连接法兰62，上定位模具6通过连接法兰62配合螺栓与工业机器人的末端连接，且进行工作时通过连接凸部61插入连接碗51内，使得上定位模具6与下定位模具5可拆卸连接在一起，此外，结合图6，底板1的下侧板面上开设有四个安装槽14，每个安装槽14内嵌均嵌设有一块磁铁141。

使用原理：操作者将本工业机器人的定位精度测量装置置于平台上通过磁铁141磁性吸附固定，然后将上定位模具6通过连接法兰62固定在工业机器人的末端上，然后转动连接碗521，使得连接碗521通过与螺杆521配合向外伸出，该状态下上定位模具6的连接凸部61嵌入连接碗51内，此时操作者控制工业机器人的末端进行正常工作状台下的标定程序，使得工业机器人的末端带动上定位模具6同步运动，而下定位模具5与上定位模具6由于连接凸部61与连接碗51配合进行连接，从而使得下定位模具5也能够同步运动，该状态下下定位模具5可以视为在空间坐标系内沿X轴、Y轴以及Z轴方向运动，使得第一千分表2、第二千分表3以及第三千分表4的检测端均能够被下定位模具5进行挤压，从而测得工业机器人的输出端执行标定程序时在X轴、Y轴以及Z轴方向上的移动量，通过检测所得的数据与标准设定量进行比较，由此知晓工业机器人的定位精度是否发生偏差。

在针对于能够不同摆放姿态的机器人末端定位精度检测前，检测人员能够向外旋出第一抵紧钉112、第二抵紧钉122以及第三抵紧钉132，使得第一球头21、第二球头31以及第三球头41能够进行转动，该过程中第一千分表2、第二千分表3以及第三千分表4的检测端能够随同进行位置调节，且由于第一抵靠板22、第二抵靠板32以及第三抵靠板42的存在，使得下定位模具5的姿态能够随之一同进行变换，且第一千分表2、第二千分表3以及第三千分表4的检测端始终垂直于下定位模具5的外壁，由此使得下定位模具5上的连接碗51碗口与固定在工业机器人末端的上定位模具6(上定位模具6上的连接凸部61)位置相对应，无需对工业机器人末端的姿态进行变换，然后再进行前述的定位精度检测步骤即可。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了底板1、第一伸缩杆11、第一球碗111、第一抵紧钉112、第二伸缩杆12、第二球碗121、第二抵紧钉122、第三伸缩杆13、第三球碗131、第三抵紧钉132、安装槽14、磁铁141、第一千分表2、第一球头21、第一抵靠板22、第二千分表3、第二球头31、第二抵靠板32、第三千分表4、第三球头41、第三抵靠板42、上定位模具5、连接碗51、插口52、螺杆521、下定位模具6、连接凸部61、连接法兰62等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种工业机器人的定位精度测量装置，包括底板(1)、第一千分表(2)、第二千分表(3)以及第三千分表(4)，其特征在于，所述底板(1)上竖直设有若干伸缩杆，本定位精度测量装置还包括下定位模具(5)与用于连接工业机器人的上定位模具(6)，所述下定位模具(5)上具有连接碗(51)，且所述下定位模具(5)上固设有螺杆(521)，所述连接碗(51)与所述螺杆(521)相螺接，所述上定位模具(6)与所述连接碗(51)相插接，所述第一千分表(2)、所述第二千分表(3)和所述第三千分表(4)分别铰接在若干所述伸缩杆的上端并通过紧固件锁紧，所述第三千分表(4)的检测端朝上设置，所述第一千分表(2)、所述第二千分表(3)和所述第三千分表(4)的检测端的朝向两两交叉设置，所述下定位模具(5)的底壁与所述第三千分表(4)的检测端抵靠，所述下定位模具(5)两相邻侧壁侧壁分别与所述第一千分表(2)和所述第二千分表(3)的检测端相抵靠。

2.根据权利要求1所述的工业机器人的定位精度测量装置，其特征在于，所述下定位模具(5)呈方块状且顶部开设插口(52)，所述螺杆(521)固设在所述插口(52)内底壁上，所述连接碗(51)嵌设在插口(52)内并与所述螺杆(521)相螺接。

3.根据权利要求2所述的工业机器人的定位精度测量装置，其特征在于，所述连接碗(51)的周向外壁与所述插口(52)的周向内壁相贴合，所述连接碗(51)的周向内壁呈锥面状，所述上定位模具(6)上具有呈圆锥状的连接凸部(61)，所述连接凸部(61)插接在所述连接碗(51)内。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的工业机器人的定位精度测量装置，其特征在于，若干伸缩杆包括第一伸缩杆(11)、第二伸缩杆(12)以及第三伸缩杆(13)，所述第一千分表(2)铰接在第一伸缩杆(11)上并使自身检测端沿X轴方向设置，所述第二千分表(3)铰接在第二伸缩杆(12)上并使自身检测端沿Z轴方向设置，所述第三千分表(4)铰接在第三伸缩杆(13)上并使自身检测端沿Y轴方向设置。

5.根据权利要求4所述的工业机器人的定位精度测量装置，其特征在于，所述第一伸缩杆(11)上端开设第一球碗(111)，所述第一千分表(2)上设有第一球头(21)，所述第一球头(21)转动连接在第一球碗(111)内，所述第二伸缩杆(12)上设有第二球碗(121)，所述第二千分表(3)上设有第二球头(31)，所述第二球头(31)转动连接在第二球碗(121)内，所述第三伸缩杆(13)上开设有第三球碗(131)，所述第三千分表(4)上设有第三球头(41)，所述第三球头(41)转动连接在第三球碗(131)内。

6.根据权利要求5所述的工业机器人的定位精度测量装置，其特征在于，所述第一伸缩杆(11)上螺接有第一抵紧钉(112)，所述第一抵紧钉(112)抵紧在所述第一球头(21)外壁上，所述第二伸缩杆(12)上螺接有第二抵紧钉(122)，所述第二抵紧钉(122)抵紧在所述第二球头(31)外壁上，所述第三伸缩杆(13)上螺接有第三抵紧钉(132)，所述第三抵紧钉(132)抵紧在所述第三球头(41)外壁上。

7.根据权利要求6所述的工业机器人的定位精度测量装置，其特征在于，所述第一千分表(2)的检测端上固设有与下定位模具(5)外侧壁抵靠的第一抵靠板(22)，所述第二千分表(3)的检测端上固设有与下定位模具(5)外侧壁抵靠的第二抵靠板(32)，所述第三千分表(4)的检测端上固设有与下定位模具(5)底壁抵靠的第三抵靠板(42)。

8.根据权利要求3所述的工业机器人的定位精度测量装置，其特征在于，所述上定位模具(6)呈长条状，所述上定位模具(6)一端具有所述连接凸部(61)，另一端设有圆盘状的连接法兰(62)。

9.根据权利要求8所述的工业机器人的定位精度测量装置，其特征在于，所述底板(1)呈方板状，且所述底板(1)下侧板面上开设有若干安装槽(14)，每个所述安装槽(14)内嵌设有磁铁(141)。

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