CN221338575U - 用于多轴机器人测试及精度验证的测试台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，包括机座、载料座、性能测试模组、校验模组和工控机，机座上划分有载料区、测试区和校验区；载料座设置于载料区，用于承载并定位待测试机器人；性能测试模组设置于测试区，并包括多个分别与机器人待测试性能相对应的测试工具、及用于引导机器人拾取到各个测试工具的视觉引导模组，视觉引导模组与工控机通信连接；校验模组设置于校验区，并包括供机器人进行校准打点用的测试工装、及能够引导机器人进行校准打点并获取打点位置信息的测试传感器单元，测试传感器单元与工控机通信连接。该测试台的自动化、智能化和集成化水平高，提高了测试效率，减少了测试工作量，降低了人力成本。

Description

用于多轴机器人测试及精度验证的测试台

技术领域

本实用新型涉及机器人出厂前性能测试技术领域，尤其涉及一种用于多轴机器人测试及精度验证的测试台。

背景技术

随着工业自动化程度的不断提高，机器人在工业生产领域中起到的作用也越来越重要，其已经成为决定生产效率和产品质量的重要因素。

公知的，机器人从部件生产加工到最后组装的整个加工作业过程中，几乎所有工艺环节都会引入机械误差。因而，为保证机器人于生产环节能正常运行，对其进行出厂前性能测试是非常必要的。

目前，在对机器人进行出厂前性能测试时，多采用以下方式：借助搬运装置将机器人流转于多个测试位中进行相关测试。但由于测试内容较多，会造成测试项目流程多、工作量大、测试效率低；从而不能很好的满足生产需求。

有鉴于此，特提出本实用新型。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其自动化、智能化和集成化水平高，提高了测试效率，减少了测试工作量，降低了人力成本；很好的满足了生产需求。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，包括机座、载料座、性能测试模组、校验模组和工控机，其中，

所述机座上划分有载料区、测试区和校验区；所述载料座设置于所述载料区，用于承载并定位待测试机器人；

所述性能测试模组设置于所述测试区，且所述性能测试模组包括多个分别与机器人待测试性能相对应的测试工具、及用于引导机器人拾取到各个所述测试工具的视觉引导模组，所述视觉引导模组与所述工控机通信连接，以将其采集到的机器人拾取运动信息传输给所述工控机，所述工控机据此得到机器人的基本参数；

所述校验模组设置于所述校验区，且所述校验模组包括供机器人进行校准打点用的测试工装、及能够引导机器人进行校准打点并获取打点位置信息的测试传感器单元，所述测试传感器单元亦与所述工控机通信连接，以将其采集到的打点位置信息传输给所述工控机，所述工控机据此对所得机器人的基本参数进行精度校验。

作为本实用新型的进一步改进，所述性能测试模组能够于所述测试区内进行水平位置调整，以对机器人拾取所述测试工具的运动进行位置补偿。

作为本实用新型的进一步改进，所述测试区设于所述机座上侧；所述性能测试模组还包括载板和多个间隔设置于所述载板上侧的接料治具，所述接料治具用于承接所述测试工具，并能够对所述测试工具进行夹紧定位或松离。

作为本实用新型的进一步改进，所述测试工装包括底板和设于所述底板的打点件，所述打点件的至少一个面被作为打点用的打点面；

所述测试传感器单元包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器自由设置于所述测试工装旁边，供机器人拾取后引导机器人进行校准打点；所述第二传感器定位设置于所述测试工装旁边，用于对打点位置信息进行采集。

作为本实用新型的进一步改进，所述打点件为由两个横段相连接而构成的L形结构体，且两个所述横段相远离的两端面分别对应与所述底板的两个侧立面齐平衔接；

所述打点面选自两个所述横段的内侧立面、两个所述横段相远离的两端面、以及分别与两个所述横段相远离的两端面齐平衔接的所述底板侧立面中的至少一个。

作为本实用新型的进一步改进，所述打点件配置为两个，两个所述打点件的两个横段分别相互平行，且两个所述打点件的角平分线还位于同一直线上；

另外，所述第一传感器和第二传感器均采用激光位移计，并分别配置为至少一个；且所述第二传感器的布局位置与所述打点面位置相对应。

作为本实用新型的进一步改进，所述校验区设于所述机座上侧；所述校验模组能够于所述校验区内进行水平位置调整，以适配于机器人及所述性能测试模组工作。

作为本实用新型的进一步改进，所述载料区设于所述机座上侧；所述载料座包括座主体和定位件，所述座主体定位设置于所述载料区，且所述座主体的顶侧为平面，以供机器人放置；所述定位件配置为多个，并间隔设置于所述座主体的顶侧周缘，用于对机器人底部进行抵压固定。

作为本实用新型的进一步改进，还设有充电模组，所述充电模组设置于所述载料座旁边，用于连通机器人与外部电源。

作为本实用新型的进一步改进，所述充电模组包括充电插头，所述充电插头能够靠近或远离于所述载料座，且所述充电插头能够与机器人的充电接口对插式连接。

本实用新型的有益效果是：①相较于现有技术，利用本实用新型所提供的测试台可集中完成对机器人出厂前的多项性能测试和精度校验工作，既大大提升了机器人出厂前性能测试工作的自动化、智能化和集成化水平，又大大提高了测试效率，减少了测试工作量，及降低了人力成本；很好的满足了生产需求。②本实用新型所述测试台中的工控机可与上位机通讯，将测试结果实时上传到企业生产管理系统，从而便于管理人员实时监控所述测试台的运行情况，使管理更高效。③本实用新型所述测试台的结构精简、合理，制作成本较低，易于生产实施。

附图说明

图1为本实用新型所述用于多轴机器人测试及精度验证的测试台的立体结构示意图；

图2为本实用新型所述用于多轴机器人测试及精度验证的测试台的俯视结构示意图；

图3为本实用新型所述载料座的结构示意图；

图4为本实用新型所述性能测试模组的结构示意图；

图5为本实用新型所述测试模组的结构示意图；

图6为本实用新型所述测试工装的结构示意图；

图7为本实用新型所述充电模组的结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1、机座；2、载料座；20、座主体；21、定位件；3、性能测试模组；30、测试工具；31、视觉引导模组；32、载板；33、接料治具；330、治具主体；331、夹紧块；4、校验模组；40、测试工装；400、底板；4000、侧立面；401、打点件；4010、端面；4011、内侧立面；402、打点面；41、测试传感器单元；411、第一传感器；412、第二传感器；42、安装板；5、充电模组；50、充电插头。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

实施例：

请参阅附图1至附图7所示，本实用新型提供了一种用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其包括机座1、载料座2、性能测试模组3、校验模组4和工控机，其中，所述机座1上划分有载料区、测试区和校验区；所述载料座2设置于所述载料区，用于承载并定位待测试机器人；所述性能测试模组3设置于所述测试区，且所述性能测试模组3包括多个分别与机器人待测试性能相对应的测试工具30、以及用于引导机器人拾取到各个所述测试工具30的视觉引导模组31，所述视觉引导模组31还与所述工控机通信连接，以将其采集到的机器人拾取运动信息传输给所述工控机，所述工控机据此得到机器人的基本参数(按机器人制造领域内的定义，机器人的基本参数为机器人多个性能数据的统称)；所述校验模组4设置于所述校验区，且所述校验模组4包括供机器人进行校准打点用的测试工装40、及能够引导机器人进行校准打点并获取打点位置信息的测试传感器单元41，所述测试传感器单元41亦与所述工控机通信连接，以将其采集到的打点位置信息传输给所述工控机，所述工控机据此对所得机器人的基本参数进行精度校验。被校验后的机器人基本参数将被输入机器人的控制器中，以作为机器人于实际生产工作中的运动基准数据。

相较于现有技术，利用本实用新型所提供的测试台可集中完成对机器人出厂前的多项性能测试和精度校验工作，既大大提升了机器人出厂前性能测试工作的自动化、智能化和集成化水平，又大大提高了测试效率，减少了测试工作量，及降低了人力成本；很好的满足了生产需求。另外，本实用新型所述测试台中的工控机还可与上位机通讯，将测试结果实时上传到企业生产管理系统，从而便于管理人员实时监控所述测试台的运行情况，使管理更高效。

以下对本实用新型所述测试台的具体结构进行详细描述。

首先，关于所述机座1上的加工区布局。

请继续参阅附图1和附图2所示，本实施例中优选的，根据产品测试需求，所述载料区、测试区和校验区均设于所述机座1上侧，且所述载料区和所述测试区还间隔布设于所述校验区的同一侧旁边。

接着，关于所述载料座2。

请继续参阅附图1至附图3所示，本实施例中优选的，所述载料座2包括座主体20和定位件21，所述座主体20定位设置于所述载料区，且所述座主体20的顶侧为平面，以供待测试机器人R放置；所述定位件21配置为多个，并间隔设置于所述座主体20的顶侧周缘，用于对待测试机器人R底部进行抵压固定。即：当将待测试机器人R放置到所述座主体20顶侧后，通过人工或自动(如气缸驱动)操控所述定位件21动作，实现对待测试机器人进行固定。

进一步优选的，所述定位件21采用肘夹；且所述载料座2还配置有驱动气缸，所述驱动气缸能够驱动所述肘夹的抵压头(或称为夹紧头)进行上下运动，以实现对待测试机器人R底部进行抵压固定或松离。

再接着，关于所述性能测试模组3。

请继续参阅附图1、附图2和附图4所示，本实施例中优选的，所述性能测试模组3中，根据测试需求，多个所述测试工具30分别与机器人的待测试性能相对应，因而，多个所述测试工具30可选自负载工装、基准点工装等机器人出厂前测试中常用的测试工装，本专利对此不做过多限制；另外，多个所述测试工具30均分别通过快换接头与机器人的执行末端连接，以实现拆、装方便。

所述视觉引导模组31可采用常规的CCD相机与光源等组合，亦属于自动化领域中常用的技术手段，故在此不作详述。

另外，所述性能测试模组3还包括载板32和多个间隔设置于所述载板32上侧的接料治具33，所述接料治具33用于承接所述测试工具30，并能够对所述测试工具30进行夹紧定位或松离。说明：多个所述接料治具33按设定排布方式进行设置，以更好的配合机器人进行性能测试。

进一步优选的，关于所述接料治具33，其有多种实施结构，举例说明为：请参阅附图4所示，所述接料治具33包括治具主体330和一对夹紧块331，所述治具主体330凹设有收容槽，以供所述测试工具30放置用；一对所述夹紧块331相对设置于所述治具主体330两侧旁，并能够相靠近运动或背离运动，以实现对所述测试工具30进行夹紧或松离。

更进一步优选的，关于一对所述夹紧块331能够进行靠近运动或背离运动，可通过配置夹紧气缸，或者将所述夹紧块331与所述治具主体330之间设计为弹性连接等技术手段来实现。上述实施手段均属于机械领域中的常规技术手段，故在此不做详述。

此外，因机器人在进行性能测试前，其自身的控制器中未被输入基本参数，因而，当机器人在所述视觉引导模组31引导下去拾取所述测试工具30时，会出现机器人的执行末端移动不到位的情况。为很好的完成机器人的性能测试，本实施例将所述性能测试模组3设计为活动式结构，亦即：所述视觉引导模组31将机器人的执行末端移动不到位的信息反馈给所述工控机后，所述工控机控制所述性能测试模组3于所述测试区内进行水平位置调整，以对机器人R拾取所述测试工具30的运动进行位置补偿。可理解的，所述性能测试模组3所进行的位置补偿信息正好映射出了机器人拾取物料时所需进行的位置补偿信息。

进一步的，关于所述性能测试模组3能够于所述测试区内进行水平位置调整，可通过配置XY两轴直线驱动机构来实现，即：XY两轴直线驱动机构与所述载板32相连接，以实现驱动所述性能测试模组3进行X轴方向和Y轴方向的直线运动。另外，直线驱动机构可采用“电机与丝杠模组组合”或者“气缸”等结构，此亦属于常规技术手段，故在此不做详述。

再接着，关于所述校验模组4。

请继续参阅附图1和附图2、附图5和附图6所示，本实施例中优选的，所述校验模组4中，所述测试工装40包括底板400和设于所述底板400的打点件401，所述打点件401的至少一个面被作为打点用的打点面402；所述测试传感器单元41包括第一传感器411和第二传感器412，所述第一传感器411自由设置于所述测试工装40旁边，供机器人拾取后引导机器人进行校准打点(同上，所述第一传感器411亦通过快换接头与机器人的执行末端相连接)；所述第二传感器412定位设置于所述测试工装40旁边，用于对打点位置信息进行采集。

进一步优选的，请继续参阅附图5和附图6所示，所述打点件401为由两个横段相连接而构成的L形结构体，即所述打点件401的横截面为L形，且两个所述横段相远离的两端面4010分别对应与所述底板400的两个侧立面4000齐平衔接；所述打点面402选自两个所述横段的内侧立面4011、两个所述横段相远离的两端面4010、以及分别与两个所述横段相远离的两端面4010齐平衔接的所述底板400的侧立面4000中的至少一个。可理解的，上述两个所述横段的内侧立面4011、两个所述横段相远离的两端面4010、以及分别与两个所述横段相远离的两端面4010齐平衔接的所述底板400的两个侧立面4000均可被用作为所述打点面402，具体根据测试需求来选择，本专利不做过多限制；比如：若将两个所述横段分别定义为横段A和横段B，根据测试需求，可将所述横段A的内侧立面、所述横段B远离所述横段A的一端面、及与所述横段B远离所述横段A的一端面齐平衔接的所述底板400的一侧立面用作为所述打点面402。

更进一步优选的，所述打点件401配置为两个，两个所述打点件401的两个横段分别相互平行，且两个所述打点件401的角平分线还位于同一直线上。

另外，所述第一传感器411和第二传感器412均采用激光位移计，并分别配置为至少一个(具体的，所述第一传感器411为一个，所述第二传感器412为四个)，且所述第二传感器412的布局位置还与所述打点面402位置相对应。

此外，为了更好地适配于机器人工作，本实施例还对所述校验模组4做以下优选设计：所述校验模组4能够于所述校验区内进行水平位置调整。可理解的，在所述校验模组4被调整好位置后，则保持位置固定。

进一步的，关于所述校验模组4能够于所述校验区内进行水平位置调整，可通过配置安装板42和XY两轴直线驱动机构来实现，具体的：所述测试工装40和所述测试传感器单元41均安装于所述安装板42，XY两轴直线驱动机构能够驱动所述安装板42进行X轴方向和Y轴方向的直线运动。另外，同上述，直线驱动机构可采用“电机与丝杠模组组合”或“气缸”等结构。

最后，关于其它模组。

请继续参阅附图1、附图2和附图7所示，本实施例中优选的，还设有充电模组5，所述充电模组5设置于所述载料座2旁边，用于连通机器人与外部电源。

进一步优选的，所述充电模组5包括充电插头50，所述充电插头50能够靠近或远离于所述载料座2，且所述充电插头50能够与机器人的充电接口对插式连接(即所述充电插头50采用对插式插头结构)。

说明：关于所述充电插头50能够靠近或远离于所述载料座2，可通过配置直线驱动机构来实现，同上述，直线驱动机构可采用“电机与丝杠模组组合”或“气缸”等结构。

另外，结合上述用于多轴机器人测试及精度验证的测试台的具体结构，本实用新型所述测试台的工作方法为：

S1：先将待测试机器人R放置并固定在所述载料座2上；然后控制使所述充电模组5中的充电插头50与机器人的充电接口对插连接，以连通机器人与外部电源；

S2：待测试机器人R在所述视觉引导模组31的引导下拾取所述测试工具30，相应的，所述视觉引导模组31将其采集到的机器人拾取运动信息传输给所述工控机，所述工控机对机器人拾取运动信息进行计算分析后，得到机器人的基本参数；

另外，在拾取过程中，若出现机器人的执行末端移动不到位的情况，所述视觉引导模组31会将上述不到位信息反馈给所述工控机，所述工控机通过控制XY两轴直线驱动机构工作来驱动所述性能测试模组3进行水平位置调整，以对机器人R拾取所述测试工具30的运动进行位置补偿；届时，机器人的实际拾取运动信息包括自身的拾取运动信息和所述性能测试模组3进行水平位置调整时的运动信息，相应的，所述工控机会对机器人的实际拾取运动信息进行计算分析后，得到机器人的基本参数；

说明：①因所述测试工具30为多个、且分别对应于机器人的多个待测试性能(如机器人的定位精度、极限负载、折弯重复度等)，因而在进行性能测试时，针对每一所述测试工具30，机器人均会进行多次拾取作业，相应的，所述工控机会对上述机器人的多次拾取运动信息进行计算(如求平均值等)，以得到针对每一所述测试工具30的机器人的性能测试数据；最后再将机器人的多组性能测试数据汇集，得到机器人的基本参数。②本专利中，所述工控机对获取到的机器人拾取运动信息进行计算时，所用算法均为业内常规算法(如求平均值等)，因而本专利不涉及到软件改进。

S3：机器人R拾取所述第一传感器411后，在所述第一传感器411的引导下移动至所述测试工装40的任一打点面402上进行多点位打点作业，相应的，所述第二传感器412对上述打点位置信息进行采集，并反馈给所述工控机；

所述工控机对所述第一传感器411和所述第二传感器412反馈过来的打点位置信息进行计算分析，并据此对上述所得的机器人基本参数进行精度校验。另外，被校验后的机器人基本参数用于输入机器人的控制器中，以作为机器人于实际生产工作中的运动基准数据；届时完成机器人出厂前的性能测试。

综上所述，本实用新型所述用于多轴机器人测试及精度验证的测试台的自动化、智能化和集成化水平高，提高了测试效率，减少了测试工作量，降低了人力成本；很好的满足了生产需求。而且，所述测试台中的工控机还可与上位机通讯，将测试结果实时上传到企业生产管理系统，从而便于管理人员实时监控所述测试台的运行情况，使管理更高效。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其特征在于：包括机座(1)、载料座(2)、性能测试模组(3)、校验模组(4)和工控机，其中，

所述机座(1)上划分有载料区、测试区和校验区；

所述载料座(2)设置于所述载料区，用于承载并定位待测试机器人；

所述性能测试模组(3)设置于所述测试区，且所述性能测试模组(3)包括多个分别与机器人待测试性能相对应的测试工具(30)、及用于引导机器人拾取到各个所述测试工具(30)的视觉引导模组(31)，所述视觉引导模组(31)与所述工控机通信连接，以将其采集到的机器人拾取运动信息传输给所述工控机，所述工控机据此得到机器人的基本参数；

所述校验模组(4)设置于所述校验区，且所述校验模组(4)包括供机器人进行校准打点用的测试工装(40)、及能够引导机器人进行校准打点并获取打点位置信息的测试传感器单元(41)，所述测试传感器单元(41)亦与所述工控机通信连接，以将其采集到的打点位置信息传输给所述工控机，所述工控机据此对所得机器人的基本参数进行精度校验。

2.根据权利要求1所述的用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其特征在于：所述性能测试模组(3)能够于所述测试区内进行水平位置调整，以对机器人拾取所述测试工具(30)的运动进行位置补偿。

3.根据权利要求1所述的用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其特征在于：所述测试区设于所述机座(1)上侧；所述性能测试模组(3)还包括载板(32)和多个间隔设置于所述载板(32)上侧的接料治具(33)，所述接料治具(33)用于承接所述测试工具(30)，并能够对所述测试工具(30)进行夹紧定位或松离。

4.根据权利要求1所述的用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其特征在于：所述测试工装(40)包括底板(400)和设于所述底板(400)的打点件(401)，所述打点件(401)的至少一个面被作为打点用的打点面(402)；

所述测试传感器单元(41)包括第一传感器(411)和第二传感器(412)，所述第一传感器(411)自由设置于所述测试工装(40)旁边，供机器人拾取后引导机器人进行校准打点；所述第二传感器(412)定位设置于所述测试工装(40)旁边，用于对打点位置信息进行采集。

5.根据权利要求4所述的用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其特征在于：所述打点件(401)为由两个横段相连接而构成的L形结构体，且两个所述横段相远离的两端面分别对应与所述底板(400)的两个侧立面齐平衔接；

所述打点面(402)选自两个所述横段的内侧立面、两个所述横段相远离的两端面、以及分别与两个所述横段相远离的两端面齐平衔接的所述底板(400)侧立面中的至少一个。

6.根据权利要求5所述的用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其特征在于：所述打点件(401)配置为两个，两个所述打点件(401)的两个横段分别相互平行，且两个所述打点件(401)的角平分线还位于同一直线上；

另外，所述第一传感器(411)和第二传感器(412)均采用激光位移计，并分别配置为至少一个；且所述第二传感器(412)的布局位置与所述打点面(402)位置相对应。

7.根据权利要求1所述的用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其特征在于：所述校验区设于所述机座(1)上侧；所述校验模组(4)能够于所述校验区内进行水平位置调整，以适配于机器人及所述性能测试模组(3)工作。

8.根据权利要求1所述的用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其特征在于：所述载料区设于所述机座(1)上侧；所述载料座(2)包括座主体(20)和定位件(21)，所述座主体(20)定位设置于所述载料区，且所述座主体(20)的顶侧为平面，以供机器人放置；所述定位件(21)配置为多个，并间隔设置于所述座主体(20)的顶侧周缘，用于对机器人底部进行抵压固定。

9.根据权利要求1所述的用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其特征在于：还设有充电模组(5)，所述充电模组(5)设置于所述载料座(2)旁边，用于连通机器人与外部电源。

10.根据权利要求9所述的用于多轴机器人测试及精度验证的测试台，其特征在于：所述充电模组(5)包括充电插头(50)，所述充电插头(50)能够靠近或远离于所述载料座(2)，且所述充电插头(50)能够与机器人的充电接口对插式连接。