CN117984357A - 一种机械臂标定与运动精度检测组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种机械臂标定与运动精度检测组件,标定测量装置定位于基板上或通过直线运动台定位于基板上;标定测量装置包括底座、连接座、传感器固定座和位移传感器;传感器固定座安装有至少三个相互呈一定角度安装的位移传感器,位移传感器的位移测量轴线与水平面的法线方向呈α角,且0°≤α≤90°;被标定测量装置与机械臂相连,其为3D测量球杆或6D测量头,3D测量球杆位于标定测量装置上并通过位移传感器检测机械臂作绕点运动时3D测量球杆的球心的位置误差量;6D测量头位于标定测量装置上并通过直线运动台与位移传感器配合检测机械臂作平移运动时6D测量头的位姿误差量。本发明能够同时完成机器人的标定与直线运动精度测量。
Description
技术领域
本发明属于测量仪器领域,尤其涉及到一种机械臂标定与运动精度检测组件。
背景技术
机器人的重复定位精度一般很高,但绝对定位精度受加工装配误差﹑杆件变形等的影响通常较低,而且在会随着使用时间的增加而逐渐降低,要提高机器人的绝对定位精度,一般需要进行运动学参数标定,需要使用高精度的测量设备和适当的参数识别方法辨识出机器人模型的准确参数。
目前,对机器人进行标定与测量多采用激光跟踪仪等测量设备,这类设备通常有μm 级的测量精度,因此标定精度很高,但这类设备通常十分昂贵,同时在一些生产现场,由于在机器人外部均设有护栏,无法提供空旷的标定环境,很容易出现视线遮挡的情况,机器人需要拆卸搬运到空旷环境中才能进行标定,这都将极大地限制其应用。
中国发明专利CN 202110278848.0公开了一种基于多工位测量的机器人标定装置,本申请的标定装置可以在工业现场随时对机器人进行快速标定。中国发明专利CN202111142498.1 公开了一种基于直线运动台的机械臂标定与精度测量装置,提供了一种成本较低的机器人动态精度测量装置,提升机器人研发工作的效率与质量,但上述两件发明的功能单一,无法同时完成标定与直线运动精度测量的功能。上述两件发明的定位元件均为定位销与定位孔,定位精度较低,影响标定测量装置的整体测量精度。因此需要采取措施来弥补现有技术的不足之处。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种机械臂标定与运动精度检测组件,能够同时完成机器人的标定与直线运动精度测量。
本发明的技术方案如下:
一种机械臂标定与运动精度检测组件,包括基板,还包括
标定测量装置,其定位于基板上或通过直线运动台定位于基板上;所述标定测量装置包括下至上依次相连的底座、传感器固定座和位移传感器;位移传感器的位移测量轴线与水平面呈0-90°的夹角;
被标定测量装置,其与机械臂末端相连,所述被标定测量装置为3D测量球杆,3D测量球杆设有一个球面,该球面与标定测量装置的3个位移传感器的测头同时接触,所述位移传感器检测机械臂作绕球面球心运动时球面球心的位置误差量;
或被标定测量装置为6D测量头,6D测量头设有至少6个测量平面,6个所述测量平面与标定测量装置的6个位移传感器的测头分别同时接触,通过直线运动台与位移传感器配合检测机械臂作平移运动时6D测量头的位姿误差量。
进一步地,所述位移传感器至少有三个且呈一定角度固定安装在所述传感器固定座上,
所述位移传感器是接触式位移传感器,接触式位移传感器的头部测头为平板测头或球头测头;
或所述位移传感器是激光式非接触式位移传感器。
进一步地,所述3D测量球杆包括测量球与延伸杆,所述测量球的球径为10-100mm,测量球的圆度误差小于20微米;当进行3D测量时,所述接触式位移传感器的头部测头为平板测头或球头测头,测量球与平板测头或球头测头始终相切,实现对球心的3D位移的测量;
所述6D测量头设有多个测量平面与延伸杆,每个测量平面的平面度误差小于0.1mm,且多个测量平面之间呈一定角度分布,该角度的范围为0°-150°;当进行6D测量时,所述接触式位移传感器的头部测头为球头测头,每个球头测头与其中一个测量平面相切,实现对测量平面的点测量。
进一步地,所述传感器固定座为多个,通过更换不同的传感器固定座来调节位移传感器轴线与水平面呈的夹角;或所述传感器固定座底部设有角度调节部,通过更换不同的角度调节部或通过角度调节部的调节机构调节整个传感器固定座与水平面的夹角。
进一步地,所述传感器固定座设有扩展接口,通过扩展接口安装扩展板,每个扩展板设有位移传感器,通过扩展接口将位移传感器的数量扩充到至少六个,扩展接口上设有定位元件用于确保不同位移传感器之间的相对位置关系,从而实现对6D测量头的6D位姿测量;或者所述传感器固定座安装有六个位移传感器。
进一步地,六个所述位移传感器可以分为三组,同一组的不同位移传感器之间的测量轴线方向相互平行且轴间距为30-300mm,不同组的位移传感器的测量轴线方向相互之间呈一定角度;每个组包括两个位移传感器;或三组分别包括一个、两个和三个位移传感器。
进一步地,所述底座与基板之间采用定位组件进行定位,所述定位组件采用三组定位点形成定位面的定位方式定位,并通过紧固组件对标定测量装置进行紧固,所述紧固组件为夹钳、螺纹紧固件、卡扣的一种或组合。
进一步地,所述底座上设有一组第一定位元件,采用三组定位点形成定位面的定位方式;
所述第一定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球、或V型块;
所述双定位销为间隔布置的两个定位销,定位销的圆柱面或圆锥面突出底座的底面,双定位销的轴线朝向三角布置的中心;
所述双定位球为间隔一段距离布置的两个定位球,定位球的球面突出底座的底面,两个定位球球心连线的中垂线朝向三角布置的中心;
所述V型块的V型槽方向朝向三角布置的中心。
进一步地,所述基板上设有多个安装位,每个安装位对应设有一组第二定位元件,每组第二定位元件与一组第一定位元件对应;
所述第二定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球;
所述双定位销为间隔布置的两个定位销,定位销的圆柱面或圆锥面突出基板的上表面,双定位销的轴线朝向三角布置的中心;
所述双定位球为间隔一段距离布置的两个定位球,定位球的球面突出基板的上表面,两个定位球球心连线的中垂线朝向三角布置的中心;
所述V型块的V型槽方向朝向三角布置的中心。
进一步地,所述直线运动台包括台体、装于台体上的滑轨、装于滑轨上的滑台、装于台体底部的第三定位元件、装于滑台上的第四定位元件和装于台体上的位置测量元件,
所述滑台可以在滑轨的引导下直线滑动,位置测量元件对滑动的位移量进行测量,位置测量元件是光栅尺、拉线编码器或容栅传感器;所述第三定位元件与基板上的第二定位元件对应,采用三组定位点形成定位面的定位方式;并通过第二紧固组件实现台体与基板的紧固,所述第二紧固组件为夹钳、螺纹紧固件、卡扣的一种或组合;
所述第四定位元件与底座上的第一定位元件对应,采用三组定位点形成定位面的定位方式;并通过第三紧固组件实现滑台与底座的紧固,所述第三紧固组件为夹钳、螺纹紧固件、卡扣的一种或组合;
所述第三定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球、或V型块;
所述第四定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球、或V型块。
本发明具有以下有益效果:
本发明的标定测量装置定位于基板上或通过直线运动台定位于基板上,采用三组定位点形成定位面的定位方式实现定位。三组定位点即可形成一个定位面。三组定位点呈三角形结构,三组定位销或三组定位球分别嵌入在三组定位点中,即每组定位销分别与两个定位球相切形成定位点,或每组定位球分别与两个定位销相切形成定位点,当三组定位销或定位球分别放置定位到相对应的点位后,即完成定位,该定位原理能够使定位件快速放置到预先设定的不同位置上,安装拆卸方便快捷,省时省力,定位精度高。
本发明的标定测量装置中的传感器固定座为多个,可以通过更换不同的传感器固定座来调节不同位移传感器的α角;或所述传感器固定座底部设有角度调节锁紧机构,可以调节整个传感器固定座与水平面的夹角并锁紧固定;这样使标定测量装置或被标定测量装置的空间位姿能够与机械臂的运动范围相适应,让机器臂在真实空间中的测量位姿分布范围尽可能大,标定精度高,使机械臂带动延伸杆运动不受限,更有利于标定和检测。
本发明通过扩展接口将位移传感器的数量从三个扩展到至少六个,使检测组件既能够检测机械臂作绕点运动时的位置误差量,又能够检测机械臂作平移运动时的位姿误差量,其适用范围广,便于商业推广。
附图说明
图1为本发明提供的实施例一的结构示意图之一。
图2为本发明提供的实施例一的结构示意图之二。
图3为本发明提供的标定测量装置的局部结构示意图。
图4为本发明提供的标定测量装置与基板定位后的结构示意图。
图5为本发明提供的实施例二的结构示意图之一。
图6为本发明提供的实施例二的结构示意图之二。
图7为本发明提供的标定测量装置另一替代方案的结构示意图。
图8位实施例二中的弹性锁紧组件的结构示意图。
图1~8中:2——基板;4——定位销;5——定位球;6——紧固组件;7——底座;8——连接座;9——传感器固定座;10——位移传感器;11——电控箱;12——测量球;13——延伸杆;14——平板测头;15——校准点;16——转接头;18——台体;19——滑轨;20——滑台;22——位置测量元件;23——弹性块;24——锁紧螺丝;25——橡胶垫;26——中心连接块;27——第一方向测量板;28——第二方向测量板;29——第三方向测量板。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为了完成机器人的标定,往往需要测量机器人在真实空间的多个测量位姿,然后再和机器人控制器确定的虚拟位姿进行对比,利用二者的差异,优化求解运动学参数,实现机器人模型参数的标定。在上述过程中,机器人在真实空间中的测量位姿分布范围越大,通常标定精度就越高,而如何大范围、高精度且廉价的测量机器人的位姿,就是一个难题。这个难题也出现在机器人的精度检验环节上,因为精度检验也需要机器人尽可能运动一个较长的距离,然后再由外部设备测量机器人的实际运动轨迹与虚拟运动轨迹的差异,差异越大说明机器人的运动精度越低。
实施例一,如附图1~4,一种机械臂标定与运动精度检测组件,包括基板2,基板2为方形板材,
还包括标定测量装置;所述标定测量装置定位于基板2上;所述标定测量装置包括由下至上依次相连的底座7、连接座8、传感器固定座9和位移传感器10;传感器固定座安装有至少三个相互呈一定角度的位移传感器,位移传感器的位移测量轴线与水平面的法线方向呈α角,且0°≤α≤90°;所述底座7采用紧固组件6装设于基板2上;底座7与基板2之间采用三组定位点形成定位面的定位方式定位,并通过紧固组件6对标定测量装置进行紧固。
被标定测量装置;被标定测量装置为3D测量球杆,3D测量球杆设有一个球面,3D测量球杆放置在标定测量装置上并通过位移传感器10检测机械臂作绕点运动时3D测量球杆的球心的位置误差量。本实施例中,所述3D测量球杆包括顶部测量球12与延伸杆13,接触式位移传感器的头部测头为平板测头14,测量球12与平板测头14始终相切,实现对球心的3D位移的测量;测量球12通过延伸杆13与机械臂(本实施例未画出)连接。
所述位移传感器10包括至少三个呈一定角度布置的位移传感器,所述位移传感器是接触式位移传感器,接触式位移传感器头部测头为平板测头或球头测头;或所述位移传感器是激光式非接触式位移传感器。本实施例的位移传感器采用三个正交布置的位移传感器。
三个正交布置的位移传感器中的其中两个位移传感器轴线与水平面的夹角相同,这两个轴线形成的平面与水平面的夹角记作测量角,所述传感器固定座9为多个,可以通过更换不同的传感器固定座9来调节测量角;或所述传感器固定座9底部设有角度调节锁紧机构,可以调节测量角并锁紧固定。
所述底座7上设有一组第一定位元件,采用三组定位点形成定位面的定位方式;所述第一定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球;所述双定位销为平行布置的两个定位销,定位销的圆柱面或圆锥面突出底座7的底面,双定位销的轴线朝向三角布置的中心;所述双定位球为间隔一段距离布置的两个定位球,定位球的球面突出底座7的底面,两个定位球球心连线的中垂线朝向三角布置的中心。
所述基板2上设有多个安装位,每个安装位对应设有一组第二定位元件,每组第二定位元件与一组第一定位元件对应;所述第二定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球;所述双定位销为平行布置的两个定位销,定位销的圆柱面或圆锥面突出基板2的上表面,双定位销的轴线朝向三角布置的中心;所述双定位球为间隔一段距离布置的两个定位球,定位球的球面突出基板2的上表面,两个定位球球心连线的中垂线朝向三角布置的中心。
本实施例中,所述底座7上的第一定位元件为三角布置的定位销4,基板2上的第二定位元件为三角布置的双定位球5,即两个定位球5之间形成能够卡紧定位销4的定位孔,每组定位球5嵌装于基板2上,三组定位销4呈三角形结构,每组定位销4能够嵌入在相应的定位孔内,并与每个定位球5相切形成定位点。
本实施例中连接座8的侧部装设有电控箱11。
本实施例中,底座7为三角形结构,定位球5装入基板2中的定位孔中,每2颗相邻定位球5之间形成一个定位点,3个定位点即可形成一个定位面。3个定位点呈三角形结构,三组定位销4分别嵌入在3个定位点中,即三角形的底座7底部的定位销4分别与基板2上的定位球5相切形成定位点,当三个定位销4分别放置定位到基板2上相对应的点位后,使底座7完成定位。由此底座7可以通过该定位原理快速放置到预先设定的不同位置上,并实现精准定位。
基板2上提供多个标定测量位置用于扩展标定测量范围,每一个标定测量位置都通过移动标定测量装置将其定位在相应的标定测量位置上即可,且在每一个标定测量位置都通过一组紧固组件6将底座7与基板2紧固,使每一个标定测量位置处都能够定位并紧固,而且采用上述的定位方法安装拆卸非常快捷、省事,定位准确,定位精度高。
所述位移传感器10为电子尺,三个相互垂直平面上分别装设有一组电子尺,每组电子尺的探针前端连接有平板测头14,三组平板测头14分别与测量球12相切接触;所述测量球12 由机械臂带动绕圆心运动时,其微动量数值可被与其相切接触的三个方向上的电子尺的探针所记录。每个平面上且位于平板测头14的两侧分别对称装设有校准点15,电子尺的探针复位时平板测头14能够先接触校准点15进行校准,保证电子尺安装的角度误差和平行度误差在容许范围内,避免电子尺使用时间久会出现安装松脱等问题,通过校准点15保证电子尺的准确度和线性度。
实施例一的工作过程如下:测量球12具有一个标准球面,测量球12位于标定测量装置内,标定测量装置上设有三组电子尺,每组电子尺的探针推动平板测头14接触测量球12,在测量过程中平板测头14始终与测量球12相切接触。测量球12在机械臂的作用下转动的时候球心在X、Y、Z方向上推动平板测头14产生位移,电子尺采集该位移量,并通过数学几何模型计算出球心的绕点运动时位置误差量。
实施例二,如附图1~8,一种机械臂标定与运动精度检测组件,包括基板2,基板2为方形板材,还包括标定测量装置;所述标定测量装置通过直线运动台定位于基板2上;所述标定测量装置包括下至上依次相连的底座7、连接座8、传感器固定座9和位移传感器10;传感器固定座9至少包含三个相互垂直的平面,位移传感器10装于传感器固定座9上的三个相互垂直的平面上,且位移传感器10的轴线与水平面的法线方向呈α角,且0°<α<90°。所述底座7采用三组定位点形成定位面的定位方式定位于直线运动台上。所述滑台20采用三组定位点形成定位面的定位方式定位于基板2上。其定位方式与实施例一相同,这里不再赘述。
为了获得更好地、更方便的测量角度,本实施例的标定测量装置可采用另一替代方案,其结构示意图如图7所示,所述传感器固定座9为多个,可以通过更换不同的传感器固定座 9来调节测量角;或所述传感器固定座9底部设有角度调节锁紧机构,可以调节测量角并锁紧固定。本实施例采用转接头16,通过转接头16连接可以更换不同的传感器固定座9来调节测量角,这样传感器固定座9上的三个相互垂直平面与水平面的角度可调节,这样机械臂带动被标定测量装置移动过程中,以更加有利的运动角度进行检测,为精准测量奠定基础。
所述传感器固定座9上的每个相互垂直的平面分别通过扩展接口延伸连接成扩展板,位移传感器10包括六个位移传感器,接触式位移传感器的头部测头为球头测头,球头测头能够与三块测量板相切,通过对六个点的测量,实现对6D测量头的6D位姿测量。
六个所述位移传感器布置在三个扩展板上,每组扩展板上平均布置有两个位移传感器;或第一个扩展板上布置一个,第二个扩展板上布置两个,第三个扩展板上布置三个;且同一扩展板上任意2个轴线平行的位移传感器之间的轴间距为30-300mm。
被标定测量装置;被标定测量装置为6D测量头,6D测量头位于标定测量装置上并通过直线运动台与位移传感器10配合检测标定物的平移运动时的位姿误差量。
所述6D测量头包括顶部正交布置的三块测量板与延伸杆,接触式位移传感器的头部测头为球头测头,球头测头能够与三块测量板相切,实现对测量板的点测量。本实施例中,三块测量板装于中心连接块26上,三块测量板为相互垂直连接在所述中心连接块26上的第一方向测量板27、第二方向测量板28和第三方向测量板29,所述中心连接块26通过延长杆13 与所述机械臂连接。在其他实施例中,所述6D测量头的结构也可以是一个整体零件加工出6 个对应的平面。
三个正交布置的位移传感器中的其中两个位移传感器轴线与水平面的夹角相同,这两个轴线形成的平面与水平面的夹角记作测量角,所述传感器固定座9为多个,可以通过更换不同的传感器固定座9来调节测量角;或所述传感器固定座9底部设有角度调节锁紧机构,可以调节测量角并锁紧固定。
所述底座7上设有一组第一定位元件,采用三组定位点形成定位面的定位方式;所述第一定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球;所述双定位销为平行布置的两个定位销,定位销的圆柱面或圆锥面突出底座7的底面,双定位销的轴线朝向三角布置的中心;所述双定位球为间隔一段距离布置的两个定位球,定位球的球面突出底座7的底面,两个定位球球心连线的中垂线朝向三角布置的中心。
所述基板2上设有多个安装位,每个安装位对应设有一组第二定位元件,每组第二定位元件与一组第一定位元件对应;所述第二定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球;所述双定位销为平行布置的两个定位销,定位销的圆柱面或圆锥面突出基板2的上表面,双定位销的轴线朝向三角布置的中心;所述双定位球为间隔一段距离布置的两个定位球,定位球的球面突出基板2的上表面,两个定位球球心连线的中垂线朝向三角布置的中心。
所述直线运动台包括台体18、装于台体18上的滑轨19、装于滑轨19上的滑台20、装于台体18底部的第三定位元件、装于滑台20上的第四定位元件和装于台体18上的位置测量元件22,所述滑台20可以在滑轨19的引导下直线滑动,位置测量元件22对滑动的位移量进行测量,位置测量元件22是光栅尺、拉线编码器或容栅传感器。本实施例选用光栅尺。所述台体18上且位于两组滑轨19之间装设有一组位置测量元件22,底座7与滑台20采用三组定位点形成定位面的定位方式完成定位,且滑台20上装设有一组所述的紧固组件6能够将底座7 与滑台20紧固。
所述第三定位元件与基板2上的第二定位元件对应,采用三组定位点形成定位面的定位方式;所述第四定位元件与底座7上的第一定位元件对应。采用三组定位点形成定位面的定位方式;
所述第三定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球;所述第四定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球;
所述基板2与台体18之间也采用三组定位点形成定位面的定位方式完成定位,且基板2 与台体18之间通过弹性锁紧组件连接,所述弹性锁紧组件包括固定在台体18和基板2之间的多组弹性块23和多组锁紧螺丝24,锁紧螺丝24从台体18穿过,其锁紧螺丝24的中部且位于台体18和基板2之间的部分不带有螺纹,锁紧螺丝24的下部带有螺纹的部分连接在基板2上,且锁紧螺丝24的轴肩与台体18之间装设有橡胶垫25。本实施例中,台体18为大理石板,重量大,因此在基板2与台体18之间装设有多组弹性块23,弹性块23抵消台体大部分的重力,避免台体的重量全部施加在定位件上,且基板2与台体18之间的相对位置并不是完全锁紧固定,由于弹性块23和橡胶垫25的作用,台体18相对于基板2的微量浮动变化数值通过弹性块23和橡胶垫25的弹性缓冲来调节。
本实施例,六个所述位移传感器布置在三个扩展板上,每组扩展板平均布置两个电子尺;且第一方向测量板27、第二方向测量板28和第三方向测量板29分别与三个相互垂直平面相平行设置,每组电子尺的探头分别于相对应的第一方向测量板27、第二方向测量板28或第三方向测量板29实时接触,当机械臂带动被标定测量装置平移运动时,每组电子尺的探头实时测算平移运动时的位姿误差量。
实施例二的工作过程如下:本实施例中,六组位移传感器形成六维测量空间,光栅尺设置在两个滑轨19之间,电子尺的检测头随着滑台20的移动在光栅尺上滑动,从而测量滑台20相对于基板2的运动长度,同时在移动过程中,在标定测量装置与直线运动台的共同作用下,六维测量空间能够精准测量出实际运动轨迹中的位姿变化量,并可以求出实际运动轨迹与虚拟运动轨迹的差异,即可检测出机械臂作平移运动时的位姿误差量。
上述实施例是对本发明进行的具体描述,只是对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限定,本领域的技术人员根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种机械臂标定与运动精度检测组件,包括基板,其特征在于,还包括
标定测量装置,其定位于基板上或通过直线运动台定位于基板上;所述标定测量装置包括下至上依次相连的底座、传感器固定座和位移传感器;位移传感器的位移测量轴线与水平面呈0-90°的夹角;
被标定测量装置,其与机械臂末端相连,所述被标定测量装置为3D测量球杆,3D测量球杆设有一个球面,该球面与标定测量装置的3个位移传感器的测头同时接触,所述位移传感器检测机械臂作绕球面球心运动时球面球心的位置误差量;
或被标定测量装置为6D测量头,6D测量头设有至少6个测量平面,6个所述测量平面与标定测量装置的6个位移传感器的测头分别同时接触,通过直线运动台与位移传感器配合检测机械臂作平移运动时6D测量头的位姿误差量。
2.根据权利要求1所述的一种机械臂标定与运动精度检测组件,其特征在于,所述位移传感器至少有三个且呈一定角度固定安装在所述传感器固定座上,
所述位移传感器是接触式位移传感器,接触式位移传感器的头部测头为平板测头或球头测头;
或所述位移传感器是激光式非接触式位移传感器。
3.根据权利要求2所述的一种机械臂标定与运动精度检测组件,其特征在于,所述3D测量球杆包括测量球与延伸杆,所述测量球的球径为10-100mm,测量球的圆度误差小于20微米;当进行3D测量时,所述接触式位移传感器的头部测头为平板测头或球头测头,测量球与平板测头或球头测头始终相切,实现对球心的3D位移的测量;
所述6D测量头设有多个测量平面与延伸杆,每个测量平面的平面度误差小于0.1mm,且多个测量平面之间呈一定角度分布,该角度的范围为0°-150°;当进行6D测量时,所述接触式位移传感器的头部测头为球头测头,每个球头测头与其中一个测量平面相切,实现对测量平面的点测量。
4.根据权利要求3所述的一种机械臂标定与运动精度检测组件,其特征在于,所述传感器固定座为多个,通过更换不同的传感器固定座来调节位移传感器轴线与水平面呈的夹角;或所述传感器固定座底部设有角度调节部,通过更换不同的角度调节部或通过角度调节部的调节机构调节整个传感器固定座与水平面的夹角。
5.根据权利要求3所述的一种机械臂标定与运动精度检测组件,其特征在于,所述传感器固定座设有扩展接口,通过扩展接口安装扩展板,每个扩展板设有位移传感器,通过扩展接口将位移传感器的数量扩充到至少六个,扩展接口上设有定位元件用于确保不同位移传感器之间的相对位置关系,从而实现对6D测量头的6D位姿测量;或者所述传感器固定座安装有六个位移传感器。
6.根据权利要求5所述的一种机械臂标定与运动精度检测组件,其特征在于,六个所述位移传感器可以分为三组,同一组的不同位移传感器之间的测量轴线方向相互平行且轴间距为30-300mm,不同组的位移传感器的测量轴线方向相互之间呈一定角度;每个组包括两个位移传感器;或三组分别包括一个、两个和三个位移传感器。
7.根据权利要求1所述的一种机械臂标定与运动精度检测组件,其特征在于,所述底座与基板之间采用定位组件进行定位,所述定位组件采用三组定位点形成定位面的定位方式定位,并通过紧固组件对标定测量装置进行紧固,所述紧固组件为夹钳、螺纹紧固件、卡扣的一种或组合。
8.根据权利要求7所述的一种机械臂标定与运动精度检测组件,其特征在于,所述底座上设有一组第一定位元件,采用三组定位点形成定位面的定位方式;
所述第一定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球、或V型块;
所述双定位销为间隔布置的两个定位销,定位销的圆柱面或圆锥面突出底座的底面,双定位销的轴线朝向三角布置的中心;
所述双定位球为间隔一段距离布置的两个定位球,定位球的球面突出底座的底面,两个定位球球心连线的中垂线朝向三角布置的中心;
所述V型块的V型槽方向朝向三角布置的中心。
9.根据权利要求8所述的一种机械臂标定与运动精度检测组件,其特征在于,所述基板上设有多个安装位,每个安装位对应设有一组第二定位元件,每组第二定位元件与一组第一定位元件对应;
所述第二定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球;
所述双定位销为间隔布置的两个定位销,定位销的圆柱面或圆锥面突出基板的上表面,双定位销的轴线朝向三角布置的中心;
所述双定位球为间隔一段距离布置的两个定位球,定位球的球面突出基板的上表面,两个定位球球心连线的中垂线朝向三角布置的中心;
所述V型块的V型槽方向朝向三角布置的中心。
10.根据权利要求9所述的一种机械臂标定与运动精度检测组件,其特征在于,所述直线运动台包括台体、装于台体上的滑轨、装于滑轨上的滑台、装于台体底部的第三定位元件、装于滑台上的第四定位元件和装于台体上的位置测量元件,
所述滑台可以在滑轨的引导下直线滑动,位置测量元件对滑动的位移量进行测量,位置测量元件是光栅尺、拉线编码器或容栅传感器;所述第三定位元件与基板上的第二定位元件对应,采用三组定位点形成定位面的定位方式;并通过第二紧固组件实现台体与基板的紧固,所述第二紧固组件为夹钳、螺纹紧固件、卡扣的一种或组合;
所述第四定位元件与底座上的第一定位元件对应,采用三组定位点形成定位面的定位方式;并通过第三紧固组件实现滑台与底座的紧固,所述第三紧固组件为夹钳、螺纹紧固件、卡扣的一种或组合;
所述第三定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球、或V型块;
所述第四定位元件为三角布置的定位销或定位球、或双定位销、或双定位球、或V型块。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
CN202211337042.5A CN117984357A (zh) | 2022-10-28 | 2022-10-28 | 一种机械臂标定与运动精度检测组件 |
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Publications (1)
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CN117984357A true CN117984357A (zh) | 2024-05-07 |
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Family Applications (1)
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2022
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