CN215766970U - 一种机器人单点重复定位精度测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机器人单点重复定位精度测量系统，属于工业自动化控制技术领域。它解决了现有的工业机器人重复定位精度大多采用激光跟踪仪进行测量，存在成本高的问题。本机器人单点重复定位精度测量系统包括控制单元、机器人电气柜以及三个测微计，三个测微计以两两相互垂直进行设置，三个测微计测头的沿长线相交于一点，形成单点重复定位的测试点，机器人电气柜与控制单元连接，用于控制机器人末端所带负载移动到测试点，控制单元与三个测微计连接，用于对三个测微计多次采集的定位精度测试数据进行差值计算从而根据计算获得的偏差值大小判断机器人单点重复定位精度是否合格。本实用新型能够降低测试成本。

Description

一种机器人单点重复定位精度测量系统

技术领域

本实用新型属于工业自动化控制技术领域，涉及一种机器人单点重复定位精度测量系统。

背景技术

对于一台机器人而言，其单点的往复精度是其一个重要的性能指标，通过一定手段测量出一台机器人的往复定位精度，并与规定的标准精度值进行对比，可以直观的判断一台机器人的往复运动性能的好坏。

目前，工业机器人重复定位精度大多采用激光跟踪仪进行测量。激光跟踪仪精度较高且功能完善，但是在测量过程中，需要测试人员实时地跟踪操作，实时记录测量数据，且需要机器人末端与跟踪仪准确对光，最终测量数据需要测试人员进行后期处理，对测试人员有一定的要求，操作繁琐、成本较高，如只用在工业机器人重复定位精度测量上，会形成资源浪费，并且在工业机器人的成品出厂检测过程中，不可能每个工位配一台激光跟踪仪对工业机器人进行检测。因此，可以看出，这种测试过程操作复杂，设备昂贵，不适合批量测试。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种机器人单点重复定位精度测量系统，其所要解决的技术问题为：如何降低测试成本。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种机器人单点重复定位精度测量系统，包括控制单元、机器人电气柜以及三个测微计，所述三个测微计以两两相互垂直进行设置，三个测微计测头的沿长线相交于一点，形成单点重复定位的测试点，所述机器人电气柜与控制单元连接，用于根据控制单元输送的启动控制指令控制机器人末端所带负载移动到测试点，所述控制单元与三个测微计连接，用于接收三个测微计采集的定位精度测试数据并对多次重复采集获得的定位精度测试数据进行差值计算从而根据计算获得的偏差值大小判断机器人单点重复定位精度是否合格。

工作原理：三个测微计两两相互垂直进行设置，设置的三个测微计测头的沿长线相交于一点，形成单点重复定位的测试点，相当于三维坐标系的零点，而三个测微计则分别位于X、Y和Z轴方向上。在测量时，控制单元会发出启动控制指令信号给机器人电气柜，由机器人电气柜控制机器人动作，该动作为机器人带负载以特定的姿态、速度和轨迹运动一个磨合循环，之后机器人末端带负载移动到测试点，由负载接触并压下三只测微计测头，由各测微计采集下当前测微计被压下的长度，每次三个测微计采集的测微计被压下的长度即为定位精度测试数据，将该次测得的定位精度测试数据发送给控制单元，之后机器人电气柜控制机器人重复进行上面的动作，并由三个测微计对机器人末端所带负载每次运动到测试点时的定位精度测试数据进行采集，控制单元则对多次采集获得定位精度测试数据进行处理，获得每次定位精度测试数据与第一次定位精度测试数据相比较后的偏差值，在偏差值小于预设的偏差标准值时，那么就说明机器人单点重复定位精度是合格的，否则就是不合格，该控制单元对测杆被压缩量进行处理并判断机器人单点重复定位精度是否合格的过程为现有技术，这里就不进行详细论述。本实用新型通过三个测微计来采集数据进而确定机器人单点重复定位精度是否合格，测试精度可达到0.01mm，对于批量测试来说更为适用，操作简单且成本低。

在上述的机器人单点重复定位精度测量系统中，所述的控制单元包括可编程逻辑控制器和PC机，所述可编程逻辑控制器与三个测微计连接，所述可编程逻辑控制器分别与PC机和机器人电气柜连接。可编程逻辑控制器与三个测微计连接，用于读取测微计的测试数据，可编程逻辑控制器与机器人电气柜连接，用于输出机器人启停控制指令以及接收机器人到位反馈信息，可编程逻辑控制器与PC机连接，用于接收并执行PC机发出的采集命令以及上传测试数据和反馈到位信号到PC机。

在上述的机器人单点重复定位精度测量系统中，所述可编程逻辑控制器与三个测微计之间连接有用于整合三个测微计的采集数据的集线器。

在上述的机器人单点重复定位精度测量系统中，所述系统还包括用于存储重复定位精度测试数据的云端数据库，所述云端数据库与PC机无线连接。云端数据库的应用，能够便于历史测试数据的查阅。

在上述的机器人单点重复定位精度测量系统中，所述PC机包括用于与可编程逻辑控制器进行通讯的上位机控制器和用于输入机器人测试机型、控制重复定位精度测试开始和停止的人机交互界面，所述人机交互界面与上位机控制器连接。

在上述的机器人单点重复定位精度测量系统中，所述PC机还包括用于在判断单点重复定位精度发生超差的次数超过预设的允许值时进行报警的报警器，所述报警器与所述上位机控制器连接。报警器的设置，能够提醒工作人员该机器人单点重复定位精度测量存在问题，便于及时排查。

与现有技术相比，本机器人单点重复定位精度测量系统采用三个测微计组成单点重复定位精度测试点，在测试时，只需要将机器人末端所带的负载移动到测试点，并下压三个测微计即可对单点重复定位精度进行测量判断，操作简单，受其他因素影响少，而且设备价格实惠，能够批量生产，有效降低了机器人单点重复定位精度测量的成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、测微计；2、控制单元；3、可编程逻辑控制器；4、PC机；41、上位机控制器；42、人机交互界面；43、报警器；5、云端数据库；6、机器人电气柜；7、集线器。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本机器人单点重复定位精度测量系统包括控制单元2、机器人电气柜6以及三个测微计1，其中，控制单元2包括可编程逻辑控制器3和PC机4，可编程逻辑控制器3通过集线器7与三个测微计1连接，可编程逻辑控制器3分别与PC机4和机器人电气柜6连接，其连接可以进行有线连接，也可以进行无线连接。PC机4包括用于与可编程逻辑控制器3进行通讯的上位机控制器41、用于输入机器人测试机型、控制重复定位精度测试开始和停止的人机交互界面42以及用于在判断单点重复定位精度发生超差的次数超过预设的允许值时进行报警的报警器43，人机交互界面42和报警器43均与上位机控制器41连接，上位机控制器41与可编程逻辑控制器3连接，上位机控制器41还无线连接有云端数据库5。

在进行机器人单点重复定位精度测量时，将三个测微计1以两两相互垂直进行设置，三个测微计1测头的沿长线相交于一点，形成单点重复定位的测试点，通过PC机4的人机相互界面输出启动测试控制指令给可编程逻辑控制器3，由可编程逻辑控制器3将启动测试控制指令转发给机器人电气柜6，机器人电气柜6在收到指令后，控制机器人末端根据预设的重复定位精度测试逻辑进行动作，如机器人末端带负载以特定的姿态、速度和轨迹运动一个磨合循环后，到达由三只测微计1组成的测试点，机器人末端负载接触并压下三只测微计1测头，三只测微计1的测杆被压缩，三只测微计1即能采集到当前测微计1被压下的长度，作为一次定位精度测试数据，机器人电气柜6在控制机器人完成一次测量操作时，再次根据预设的重复定位精度测试逻辑控制机器人末端进行动作，从而获取第二次、第三次······第n次的定位精度测试数据，三只测微计1将每次获得的定位精度测试数据均通过集线器7输送给可编程逻辑控制器3，由可编程逻辑控制器3输送给PC机4的上位机控制器41，由上位机控制器41对这些定位精度测试数据进行差值比较，将第二次、第三次······第n次的定位精度测试数据均与第一次的定位精度测试数据进行比较，比如将三只测微计1所在位置设定为X轴、Y轴和Z轴，第1次定位精度测量数据为X轴＝1.50mm、Y轴＝2.50、Z轴＝3.50mm；第2次定位精度测量数据为X轴＝1.51mm、Y轴＝2.51mm、Z轴＝3.50mm；将第1次定位精度测量数据作为参考值，那么第1次定位精度测量数据的偏差永远是：X轴＝0、Y轴＝0、Z轴＝0，第2次定位精度测量数据的偏差是：X轴＝0.01、Y轴＝0.01、Z轴＝0.00；上位机控制器41通过对各轴的偏差值进行判断，在偏差值超过规定的偏差值时，则表示机器人的单点定位精度测量是不合格的，若偏差值在规定的偏差值时，则表示机器人的单点定位精度测量是合格的。比如偏差值规定X轴＝0.02；Y＝0.02；Z＝0.02，如果偏差为0.01<0.02，那么这个偏差是合格的；如果测试计算偏差为0.03>0.02，已经发生超差了，那么这次测试数据是不合格的，记这次为超差，在判断时，上位机控制器41还会对发生超差的次数进行判断，在超差的次数达到预设次数时，发出控制指令给报警器43进行超差报警并控制机器人停止运动，提高安全性。另外，为了数据能够便于查看，上位机控制器41还将单点定位精度测试数据以及测试结果上传到云端数据库5进行存储。其中，机器人电气柜6控制机器人末端根据预设的重复定位精度测试逻辑进行动作的操作、PC机4对超差和偏差进行判断的操作以及其他的控制操作均为控制器的现有技术，在该方面并未进行创新，这里进行叙述只是为了让一般人员能够清楚明白本实用新型的方案是如何实现的，本实用新型的创新主要在于测微计1和各模块的应用以及各模块之间的连接方式上。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型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，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种机器人单点重复定位精度测量系统，其特征在于，包括控制单元(2)、机器人电气柜(6)以及三个测微计(1)，所述三个测微计(1)以两两相互垂直进行设置，三个测微计(1)测头的沿长线相交于一点，形成单点重复定位的测试点，所述机器人电气柜(6)与控制单元(2)连接，用于根据控制单元(2)输送的启动控制指令控制机器人末端所带负载移动到测试点，所述控制单元(2)与三个测微计(1)连接，用于接收三个测微计(1)采集的定位精度测试数据并对多次重复采集获得的定位精度测试数据进行差值计算从而根据计算获得的偏差值大小判断机器人单点重复定位精度是否合格。

2.根据权利要求1所述的机器人单点重复定位精度测量系统，其特征在于，所述的控制单元(2)包括可编程逻辑控制器(3)和PC机(4)，所述可编程逻辑控制器(3)与三个测微计(1)连接，所述可编程逻辑控制器(3)分别与PC机(4)和机器人电气柜(6)连接。

3.根据权利要求2所述的机器人单点重复定位精度测量系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器(3)与三个测微计(1)之间连接有用于整合三个测微计(1)的采集数据的集线器(7)。

4.根据权利要求2或3所述的机器人单点重复定位精度测量系统，其特征在于，所述系统还包括用于存储重复定位精度测试数据的云端数据库(5)，所述云端数据库(5)与PC机(4)无线连接。

5.根据权利要求2或3所述的机器人单点重复定位精度测量系统，其特征在于，所述PC机(4)包括用于与可编程逻辑控制器(3)进行通讯的上位机控制器(41)和用于输入机器人测试机型、控制重复定位精度测试开始和停止的人机交互界面(42)，所述人机交互界面(42)与上位机控制器(41)连接。

6.根据权利要求5所述的机器人单点重复定位精度测量系统，其特征在于，所述PC机(4)还包括用于在判断单点重复定位精度发生超差的次数超过预设的允许值时进行报警的报警器(43)，所述报警器(43)与所述上位机控制器(41)连接。

Images