CN206339207U - 一种轨迹准确度重复性测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轨迹准确度重复性测量仪。该测量仪包括自下而上依次设置的底座、立柱和旋转体；旋转体与所述立柱转动连接，转动方向为竖直方向；旋转体上侧转动设置有测量部件，转动方向为水平方向；所述测量部件包括回转台和直线臂；直线臂上设置有直线导轨，所述直线导轨内滑动设置有CCD摄像头。

Description

一种轨迹准确度重复性测量仪

技术领域

本实用新型涉及一种轨迹准确度重复性测量仪，属于机器人位姿检测设备的技术领域。

背景技术

轨迹准确度和重复性是工业机器人最重要的性能指标之一，作为机器人研制厂家对机器人的轨迹准确度和重复性指标在出厂前是必须检测的。目前测量的先进的计量设备有很多，比如激光干涉仪。虽然激光干涉仪是非常准确的(0.001毫米测量不确定度)，但价格昂贵(约50000美元)。也可以使用激光跟踪仪，但其测量条件限制较多，操作繁琐成本也不低。不仅购买价格昂贵，而且要求操作工有一定的专业技术基础，操作程序也比较复杂，后续部件的维修、更换成本也较高，而本发明所述工业机器人轨迹准确度重复性测量仪不但价格便宜、且便携、操作、维护简便，适合大众机器人厂家使用，便于大面积推广。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种轨迹准确度重复性测量仪。

术语说明：

CCD，英文全称：Charge-coupledDevice，中文全称：电荷耦合元件。可以称为CCD图像传感器，也叫图像控制器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。

本实用新型的技术方案为：

一种轨迹准确度重复性测量仪，包括自下而上依次设置的底座、立柱和旋转体；旋转体与所述立柱转动连接，转动方向为竖直方向；旋转体上侧转动设置有测量部件，转动方向为水平方向；所述测量部件包括回转台和直线臂；直线臂上设置有直线导轨，所述直线导轨内滑动设置有CCD摄像头。旋转体保证测量部件可倾斜一定的角度，以满足工业机器人空间多个位姿的测量。回转台与旋转体配合，完成平面内任意点的精确坐标定位。直线臂和旋转体可在水平面内相对转动。

优选的，所述回转台内设置有滚珠轴承、圆光栅；回转台通过滚珠轴承与旋转体连接；旋转体上端面固定设置有伺服电机，伺服电机的输出轴与圆光栅连接。圆光栅和滚珠轴承是回转体精度的核心，圆光栅可以精确测量回转台的回转角度，滚珠轴承对回转台机直线臂起支撑作用减小回转台在回转运动时的摩擦阻力。直驱电机通过电机端面法兰用螺钉固定座立柱上端面。滚珠轴承和圆光栅安装在回转台内部，圆光栅与直驱电机的输出轴用联轴器相连接。通过圆光栅可以实时检测到回转台的转动角度。

优选的，旋转体的旋转角度为0°～180°；所述旋转角度是旋转体在竖直方向的中心轴与竖直平面的夹角。

优选的，所述旋转体上设置有刻度盘，刻度盘与旋转体同轴设置。刻度盘为旋转体的手动调准装置，操作时可以通过手动旋转刻度盘调整旋转体的俯仰角度以适应工业机器人在不同位姿状态下的轨迹进度测试需求。

优选的，所述直线臂包括直线导轨、同步带轮、同步带、光栅尺、电机和CCD摄像头；同步带轮与同步带配合连接；电机与同步带轮连接；CCD摄像头固定设置在同步带上。电机与同步带轮连接带动安装于同步带上的CCD摄像头移动，光栅尺实时测量同步带上CCD摄像头的移动距离。

优选的，底座、立柱和旋转体两两之间可拆卸连接。可拆卸的连接方式，使该测量仪具有便携式特点，各个部件都可以方便拆卸，并且能够装在工具箱内。方便工业机器人在用户现场的调试安装和性能特性的验收。

优选的，所述轨迹准确度重复性测量仪与电脑连接；所述电脑扩展卡槽内配置有运动控制器。所述运动控制器完成各种轨迹运动以及精准定位，所述CCD摄像头保证运动中靶标图像采集的质量，电脑中的测量软件对每个位置的图像进行匹配、定位将图像中的微小偏移坐标与机体光栅坐标叠加起来，叠加起来的实际坐标与机器人的命令坐标进行比较，得出位置偏差的结论报告。

本实用新型所述轨迹准确度重复性测量仪，利用坐标测量机法对工业机器人的位姿准确性测量。姿态准确性包括指令位姿位置与实到位置集群重心之差和指令位姿位置与实位姿平均之差。在工业机器末端安装一个发光标靶，并将工业机器人置于测量仪的坐标系内，测量仪的空间坐标是已知的，通过CCD摄像头成像，对准发光标靶的靶心。工业机器人运行到某一个目标位置，测量仪拖动CCD摄像头寻找靶心，机器人的目标位置坐标和测量仪所运动目标位置坐标差用来评估工业机器人位姿准确性、重复性。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型所述轨迹准确度重复性测量仪为便携式测量仪，装置轻便可调，主体各个部件都可以方便拆卸，并装在工具箱内，方便在用户现场对工业机器人的性能特性进行评定和验收，同时方便工业机器人在装配现场的辅助安装工作，配一台笔记本电脑就可以进行所有测量操作、测量结果计算，并直接输出评定报告。

附图说明

图1为本实用新型所述轨迹准确度重复性测量仪的结构示意图；

其中，1、回转台；2、直线臂；3、CCD摄像头；4、刻度盘；5、立柱；6、底座；7、旋转体；8、发光标靶。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。

实施例1

如图1所示。

一种轨迹准确度重复性测量仪，包括自下而上依次设置的底座6、立柱5和旋转体7；旋转体7与所述立柱5转动连接，转动方向为竖直方向；旋转体7上侧转动设置有测量部件，转动方向为水平方向；所述测量部件包括回转台1和直线臂2；直线臂2上设置有直线导轨，所述直线导轨内滑动设置有CCD摄像头3；所述CCD摄像头为基恩士IV-H2000MA型号一体式图像识别传感器。旋转体7保证测量部件可倾斜一定的角度，以满足工业机器人空间多个位姿的测量。回转台1与旋转体7配合，完成平面内任意点的精确坐标定位。直线臂2和旋转体7可在水平面内相对转动。

实施例2

如实施例1所述的轨迹准确度重复性测量仪，所不同的是，所述回转台内设置有滚珠轴承、圆光栅；回转台1通过滚珠轴承与旋转体7连接；旋转体7上端面固定设置有伺服电机，伺服电机的输出轴与圆光栅连接。滚珠轴承选用7018AC型角接触球轴承、圆光栅选用英国雷尼绍RESR20型号圆光栅；伺服电机为安川SGMJV-04ADE6E伺服电机；圆光栅和滚珠轴承是回转体精度的核心，圆光栅可以精确测量回转台的回转角度，滚珠轴承对回转台机直线臂起支撑作用减小回转台在回转运动时的摩擦阻力。直驱电机通过电机端面法兰用螺钉固定座立柱上端面。滚珠轴承和圆光栅安装在回转台内部，圆光栅与直驱电机的输出轴用联轴器相连接。通过圆光栅可以实时检测到回转台的转动角度。

实施例3

如实施例1所述的轨迹准确度重复性测量仪，所不同的是，旋转体7的旋转角度为0°～180°；所述旋转角度是旋转体7在竖直方向的中心轴与竖直平面的夹角。

实施例4

如实施例1所述的轨迹准确度重复性测量仪，所不同的是，所述旋转体7上设置有刻度盘4，刻度盘4与旋转体7同轴设置。刻度盘4为旋转体7的手动调准装置，操作时可以通过手动旋转刻度盘4调整旋转体7的俯仰角度以适应工业机器人在不同位姿状态下的轨迹进度测试需求。

实施例5

如实施例1所述的轨迹准确度重复性测量仪，所不同的是，所述直线臂2包括直线导轨、同步带轮、同步带、光栅尺、电机和CCD摄像头3；同步带轮与同步带配合连接；电机与同步带轮连接；CCD摄像头3固定设置在同步带上；光栅尺为英国雷尼绍RGH25型号直线光栅尺。电机与同步带轮连接带动安装于同步带上的CCD摄像头3移动，光栅尺实时测量同步带上CCD摄像头3的移动距离。

实施例6

如实施例1所述的轨迹准确度重复性测量仪，所不同的是，底座6、立柱5和旋转体7两两之间可拆卸连接。可拆卸的连接方式，使该测量仪具有便携式特点，各个部件都可以方便拆卸，并且能够装在工具箱内。方便工业机器人在用户现场的调试安装和性能特性的验收。

实施例7

如实施例1所述的轨迹准确度重复性测量仪，所不同的是，所述轨迹准确度重复性测量仪与电脑连接；所述电脑扩展卡槽内配置有运动控制器；所述运动控制器为以欧姆龙PLC为主控系统的控制器。所述运动控制器完成各种轨迹运动以及精准定位，所述CCD摄像头3保证运动中靶标图像采集的质量，电脑中的测量软件对每个位置的图像进行匹配、定位将图像中的微小偏移坐标与机体光栅坐标叠加起来，叠加起来的实际坐标与机器人的命令坐标进行比较，得出位置偏差的结论报告。

本实用新型所述轨迹准确度重复性测量仪，利用坐标测量机法对工业机器人的位姿准确性测量。姿态准确性包括指令位姿位置与实到位置集群重心之差和指令位姿位置与实位姿平均之差。在工业机器末端安装一个发光标靶8，并将工业机器人置于测量仪的坐标系内，测量仪的空间坐标是已知的，通过CCD摄像头3成像，对准发光标靶8的靶心。工业机器人运行到某一个目标位置，测量仪拖动CCD摄像头3寻找靶心，机器人的目标位置坐标和测量仪所运动目标位置坐标差用来评估工业机器人位姿准确性、重复性。

Claims (7)

1.一种轨迹准确度重复性测量仪，其特征在于，包括自下而上依次设置的底座、立柱和旋转体；旋转体与所述立柱转动连接，转动方向为竖直方向；旋转体上侧转动设置有测量部件，转动方向为水平方向；所述测量部件包括回转台和直线臂；直线臂上设置有直线导轨，所述直线导轨内滑动设置有CCD摄像头。

2.根据权利要求1所述的轨迹准确度重复性测量仪，其特征在于，所述回转台内设置有滚珠轴承、圆光栅；回转台通过滚珠轴承与旋转体连接；旋转体上端面固定设置有伺服电机，伺服电机的输出轴与圆光栅连接。

3.根据权利要求1所述的轨迹准确度重复性测量仪，其特征在于，旋转体的旋转角度为0°～180°；所述旋转角度是旋转体在竖直方向的中心轴与竖直平面的夹角。

4.根据权利要求1所述的轨迹准确度重复性测量仪，其特征在于，所述旋转体上设置有刻度盘，刻度盘与旋转体同轴设置。

5.根据权利要求1所述的轨迹准确度重复性测量仪，其特征在于，所述直线臂包括直线导轨、同步带轮、同步带、光栅尺、电机和CCD摄像头；同步带轮与同步带配合连接；电机与同步带轮连接；CCD摄像头固定设置在同步带上。

6.根据权利要求1所述的轨迹准确度重复性测量仪，其特征在于，底座、立柱和旋转体两两之间可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的轨迹准确度重复性测量仪，其特征在于，所述轨迹准确度重复性测量仪与电脑连接；所述电脑扩展卡槽内配置有运动控制器。