RU2252862C1 - Method for monitoring accuracy of contour movements of industrial robot - Google Patents
Method for monitoring accuracy of contour movements of industrial robot Download PDFInfo
- Publication number
- RU2252862C1 RU2252862C1 RU2003127789/02A RU2003127789A RU2252862C1 RU 2252862 C1 RU2252862 C1 RU 2252862C1 RU 2003127789/02 A RU2003127789/02 A RU 2003127789/02A RU 2003127789 A RU2003127789 A RU 2003127789A RU 2252862 C1 RU2252862 C1 RU 2252862C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manipulator
- contour
- accuracy
- standard
- movements
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Numerical Control (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам контроля параметров контурных перемещений промышленных роботов, таких как точность, повторяемость, вибрация в робототехнике.The invention relates to mechanical engineering, in particular to methods for controlling the parameters of the contour movements of industrial robots, such as accuracy, repeatability, vibration in robotics.
Известен способ контроля точности контурных перемещений промышленных роботов, реализованный в устройстве по а.с. СССР №1481060 МПК В 25 J 19/00, 11/00, заключающийся в том, что посредством измерительной головки, установленной с возможностью перемещения с помощью проверяемого робота, эталона с системой фиксации, трех датчиков линейных перемещений, два из которых установлены на измерительной головке, а третий - на эталоне и регистрирующей аппаратуры, связанной с датчиками, производится определение отклонений траектории манипулятора от запрограммированной.A known method of controlling the accuracy of the contour movements of industrial robots, implemented in a device by AS USSR No. 1481060 IPC B 25 J 19/00, 11/00, which consists in the fact that by means of a measuring head installed with the ability to move with the help of a tested robot, a reference with a fixing system, three linear displacement sensors, two of which are mounted on the measuring head and the third - on the standard and recording equipment associated with the sensors, the deviations of the manipulator trajectory from the programmed one are determined.
Недостатком известного способа является низкая точность измерений, обусловленная невозможностью измерений отклонения запрограммированной траектории робота по всем трем координатам, так как в измерительной головке располагаются только два датчика линейных перемещений (датчик, установленный на эталоне, способен измерять только точность прихода робота в конечную точку траектории).The disadvantage of this method is the low measurement accuracy due to the impossibility of measuring the deviation of the programmed robot path in all three coordinates, since only two linear displacement sensors are located in the measuring head (the sensor mounted on the standard is capable of measuring only the accuracy of the robot arriving at the end point of the path).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ контроля точности контурных перемещений промышленных роботов, реализованный в стенде для контроля точности контурных перемещений промышленных роботов по патенту РФ №2185953 МПК В 25 J 19/00, заключающийся в том, что закрепляют на последней оси манипулятора эталон, контактная часть которого выполнена в виде шарика, вносят в систему управления геометрические размеры эталона, подводят манипулятор в точку измерения, которой является пересечение осей чувствительности трех датчиков положения, закрепленных на опорной стойке таким образом, что ось чувствительности каждого из них сонаправлена с одной из осей декартовой системы координат, и запоминают начальные показания датчиков. Затем запускают на выполнение программу отработки роботом контурных перемещений, при которых происходит изменение ориентации эталона в пространстве на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора, и определяют отклонения траектории манипулятора от заданной с помощью трех датчиков положения, связанных с регистрирующей аппаратурой. По результатам измерений судят о точности контурных перемещений.The closest technical solution, selected as a prototype, is a method for controlling the accuracy of the contour movements of industrial robots, implemented in a stand for controlling the accuracy of the contour movements of industrial robots according to the RF patent No. 2185953 IPC B 25 J 19/00, which consists in securing the latter axis of the manipulator, the reference, the contact part of which is made in the form of a ball, introduce the geometric dimensions of the standard into the control system, bring the manipulator to the measuring point, which is the intersection of the axes lnosti three position sensors fixed to the support column in such a way that the axis of sensitivity of each one of the same direction as the axes of a Cartesian coordinate system, and storing initial sensor readings. Then, the robot runs a program for working out contour movements by the robot, at which the orientation of the standard in space changes to the maximum possible angles due to the kinematic diagram of the manipulator, and the deviations of the manipulator's trajectory from the position set with three sensors associated with the recording equipment are determined. The results of measurements judge the accuracy of contour movements.
Недостатком данного способа является низкая точность контроля контурных перемещений промышленного робота, обусловленная недостаточной достоверностью измерений, так как не учитываются такие параметры эталона как масса и центр масс.The disadvantage of this method is the low accuracy of controlling the contour movements of an industrial robot, due to the insufficient reliability of the measurements, since such parameters of the standard as the mass and center of mass are not taken into account.
Положительным эффектом, получаемым при использовании заявляемого изобретения, является повышение точности контроля контурных перемещений промышленного робота и достоверности измерений. Для достижения положительного эффекта на последней оси манипулятора закрепляют эталон. Геометрические размеры и значения параметров массы и центра масс эталона вносят в систему управления робота. В регистрирующую аппаратуру вносят допустимые значения на величину рассеяния измерений контурной точности манипулятора для всех трех осей декартовой системы координат. Подводят манипулятор в точку измерения и запоминают начальные показания датчиков. Затем производят изменение ориентации эталона в пространстве на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора. С помощью датчиков положения, связанных с регистрирующей аппаратурой, определяют отклонения траектории манипулятора от заданной и производят вычисление величины рассеяния измерений контурной точности манипулятора, и сравнивают с допустимыми значениями. После чего судят о точности контурных перемещений и о присутствии в узлах механического привода манипулятора дефектов.A positive effect obtained by using the claimed invention is to increase the accuracy of control of contour movements of an industrial robot and the reliability of measurements. To achieve a positive effect on the last axis of the manipulator, a standard is fixed. The geometric dimensions and values of the mass parameters and the center of mass of the standard are introduced into the robot control system. Allowable values are added to the recording equipment for the scattering value of the contour accuracy measurements of the manipulator for all three axes of the Cartesian coordinate system. The manipulator is brought to the measuring point and the initial readings of the sensors are stored. Then produce a change in the orientation of the standard in space at the maximum possible angles due to the kinematic scheme of the manipulator. Using position sensors associated with the recording equipment, the deviations of the manipulator trajectory from the predetermined one are determined and the scattering magnitude of the contour accuracy measurements of the manipulator are calculated and compared with the permissible values. Then they judge the accuracy of the contour movements and the presence of defects in the nodes of the mechanical drive of the manipulator.
На фиг.1 изображена кинематическая схема устройства, реализующего заявляемый способ; на фиг.2 - структурная схема алгоритма определения величины рассеяния измерений контурной точности манипулятора; на фиг.3 - графически представлены измеряемые величины контурной точности робота.Figure 1 shows the kinematic diagram of a device that implements the inventive method; figure 2 is a structural diagram of an algorithm for determining the magnitude of the scattering measurements of the contour accuracy of the manipulator; figure 3 - graphically presents the measured values of the contour accuracy of the robot.
Способ контроля точности контурных перемещений промышленного робота рассмотрим на примере работы устройства, его реализующего.A method of controlling the accuracy of the contour movements of an industrial robot will be considered using the example of the device that implements it.
Устройство содержит технологическое основание 1, три датчика 2, 3 и 4 линейных перемещений, опорную стойку 5, эталон 6 и регистрирующую аппаратуру, выполненную в виде персонального компьютера 7, оснащенного встроенным аналого-цифровым преобразователем 8. Датчики 2, 3 и 4 размещены на опорной стойке 5 таким образом, что ось чувствительности каждого из них сориентирована по одной из осей X, Y, Z декартовой системы координат, и подключены к аналого-цифровому преобразователю 8, встроенному в персональный компьютер 7. Эталон 6 имеет контактную часть в виде шарика 9, устанавливаемого с возможностью взаимодействия с датчиками 2, 3 и 4 линейных перемещений. Позициями 10 и 11 обозначены манипулятор контролируемого промышленного робота и его система управления соответственно.The device comprises a technological base 1, three sensors 2, 3 and 4 of linear displacements, a support stand 5, a standard 6 and recording equipment made in the form of a personal computer 7 equipped with a built-in analog-to-digital converter 8. Sensors 2, 3, and 4 are placed on the support rack 5 in such a way that the sensitivity axis of each of them is oriented along one of the axes X, Y, Z of the Cartesian coordinate system, and is connected to an analog-to-digital converter 8 built into the personal computer 7. Reference 6 has a contact part in the form e ball 9, installed with the possibility of interaction with sensors 2, 3 and 4 of linear displacements. Positions 10 and 11 indicate the manipulator of a controlled industrial robot and its control system, respectively.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Замеряемый манипулятор 10 робота устанавливают на технологическое основание 1. На последней оси манипулятора 10 закрепляют эталон 6, геометрические параметры которого вносят в систему управления 11 робота, также в систему управления 11 робота вносят массу и центр масс эталона 6. В программное обеспечение регистрирующей аппаратуры вносятся допустимые значения на величину рассеяния для всех трех осей декартовой системы координат. На конце эталона 6 находится шарик 9, центр которого для системы управления 11 робота является конечной точкой инструмента. Для проведения измерения в системе управления 11 робота находится программа, по которой робот подводит эталон 6 в точку замера. Точкой замера является точка пересечения осей чувствительности трех датчиков линейных перемещений 2, 3 и 4, закрепленных ортогонально друг другу на опорной стойке 5. Стойка 5 с датчиками 2, 3 и 4 сориентирована относительно технологического основания 1 таким образом, что оси чувствительности каждого из датчиков 2, 3 и 4, сориентированные по одной из осей X, Y, Z декартовой системы координат, сонаправлены с осями декартовой системы координат манипулятора 10 робота, установленного на основании 1. Запоминаются начальные показания датчиков 2, 3 и 4. После этого робот начинает отрабатывать программу контурного перемещения. По этой программе происходит изменение ориентации эталона 6 в пространстве без изменения положения центра шарика 9. Изменение ориентации происходит вокруг всех трех осей X, Y, Z декартовой системы координат робота, на максимально возможные углы, обусловленные кинематической схемой манипулятора 10. В идеальном случае, при таком характере контурного движения конечная точка инструмента робота (центра шарика 9) должна оставаться неподвижной в пространстве, на практике существуют отклонения конечной точки от заданных координат.The measured robot manipulator 10 is installed on the technological base 1. On the last axis of the manipulator 10, a reference 6 is fixed, the geometric parameters of which are entered into the robot control system 11, the mass and the center of mass of reference 6 are also added to the robot control system 11. The permissible software is entered into the recording equipment software values by the scattering value for all three axes of the Cartesian coordinate system. At the end of the standard 6 is the ball 9, the center of which for the robot control system 11 is the end point of the tool. To take measurements in the control system 11 of the robot is a program according to which the robot brings the standard 6 to the measuring point. The measuring point is the intersection point of the sensitivity axes of the three linear displacement sensors 2, 3 and 4 fixed orthogonally to each other on the support column 5. The rack 5 with sensors 2, 3 and 4 is oriented relative to the technological base 1 so that the sensitivity axes of each of the sensors 2 , 3 and 4, oriented along one of the axes X, Y, Z of the Cartesian coordinate system, are aligned with the axes of the Cartesian coordinate system of the manipulator 10 of the robot installed on the basis of 1. The initial readings of the sensors 2, 3 and 4 are remembered. After of this, the robot begins to work out the contour movement program. According to this program, the orientation of reference 6 is changed in space without changing the position of the center of ball 9. The orientation changes around all three axes X, Y, Z of the Cartesian coordinate system of the robot, to the maximum possible angles due to the kinematic scheme of the manipulator 10. In the ideal case, when This nature of the contour movement, the end point of the robot tool (center of the ball 9) must remain stationary in space, in practice there are deviations of the end point from the given coordinates.
Снятие отклонений центра шарика 9 от программно заданных декартовых координат X, Y, Z производится с помощью трех датчиков 2, 3 и 4, сигналы с которых через аналого-цифровой преобразователь 8 передаются в системный блок компьютера 7, программное обеспечение которого производит обработку поступающих сигналов и вычисление отклонений центра шарика 9, результаты которого отражают точность контурных перемещений промышленного робота. С помощью алгоритма (представленного на фиг.2) осуществляют вычисление рассеяния результатов измерений контурной точности манипулятора за единицу времени, выраженной величиной размаха Rn=Rmax-Rmin. Превышение допуска на величину рассеяния результатов измерений контурной точности манипулятора говорит о возможной некачественной сборке узлов манипулятора 10 или о присутствии дефекта в узлах механического привода манипулятора 10.The deviations of the center of the ball 9 from the programmed Cartesian coordinates X, Y, Z are removed using three sensors 2, 3 and 4, the signals from which are transmitted through an analog-to-digital converter 8 to the system unit of computer 7, the software of which processes the incoming signals and the calculation of the deviations of the center of the ball 9, the results of which reflect the accuracy of the contour movements of the industrial robot. Using the algorithm (shown in figure 2), the scattering of the measurement results of the contour accuracy of the manipulator per unit time, expressed by the magnitude of the magnitude R n = R max -R min . Exceeding the tolerance by the dispersion of the measurement results of the contour accuracy of the manipulator indicates a possible poor-quality assembly of the nodes of the manipulator 10 or the presence of a defect in the nodes of the mechanical drive of the manipulator 10.
Таким образом, данный способ обладает рядом преимуществ. Благодаря внесению значения параметров массы и центра масс эталона в программное обеспечение системы управления робота повышается достоверность результатов измерений, так как происходит корректировка динамической модели манипулятора с учетом нагрузки, которая на момент измерения находится на фланце последней оси манипулятора. Это следует из динамической модели манипулятора, выраженной в форме уравнений Ньютона-Эйлера, которые определяют динамическую связь между приводными моментами звеньев манипулятора и параметрами перемещения звеньев. Это уравнение имеет вид функции 
где - ТG - приводные моменты звеньев,where - T G - driving moments of the links,
- F - символ функции,- F - function symbol,
- qG - позиции звеньев,- q G - position links
- 
- 
- ρ - вектор, содержащий инерционные параметры каждого звена (масса и центр масс звеньев).- ρ is a vector containing the inertial parameters of each link (mass and center of mass of links).
Так как эталон закрепляется на последней оси манипулятора, то эту дополнительную нагрузку следует рассматривать как часть этой оси. Поэтому в динамической модели манипулятора необходимо учесть массу и центр масс эталона, что делается путем внесения в программное обеспечение системы управления робота соответствующих параметров.Since the standard is fixed on the last axis of the manipulator, this additional load should be considered as part of this axis. Therefore, in the dynamic model of the manipulator, it is necessary to take into account the mass and the center of mass of the standard, which is done by entering the appropriate parameters into the software of the robot control system.
Наличие в способе алгоритма определения максимальной величины рассеяния результатов измерений, позволяет в целом оценить качество сборки манипулятора и судить о присутствии или отсутствии дефектов в узлах механического привода манипулятора.The presence in the method of the algorithm for determining the maximum dispersion of the measurement results allows us to generally evaluate the assembly quality of the manipulator and to judge the presence or absence of defects in the nodes of the mechanical drive of the manipulator.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003127789/02A RU2252862C1 (en) | 2003-09-15 | 2003-09-15 | Method for monitoring accuracy of contour movements of industrial robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003127789/02A RU2252862C1 (en) | 2003-09-15 | 2003-09-15 | Method for monitoring accuracy of contour movements of industrial robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003127789A RU2003127789A (en) | 2005-04-10 |
| RU2252862C1 true RU2252862C1 (en) | 2005-05-27 |
Family
ID=35611028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003127789/02A RU2252862C1 (en) | 2003-09-15 | 2003-09-15 | Method for monitoring accuracy of contour movements of industrial robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2252862C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466858C1 (en) * | 2011-06-01 | 2012-11-20 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации | Method of control of accuracy of profiled movements of industry robots |
-
2003
- 2003-09-15 RU RU2003127789/02A patent/RU2252862C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2466858C1 (en) * | 2011-06-01 | 2012-11-20 | Российская Федерация в лице Министерства промышленности и торговли Российской Федерации | Method of control of accuracy of profiled movements of industry robots |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003127789A (en) | 2005-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10618175B2 (en) | Vibration measurement method for moving part, vibration measurement method for robot, and control device | |
| US20130061695A1 (en) | Robot having workpiece mass measurement function | |
| US9427873B2 (en) | Robot controller, simple installation-type robot, and method of controlling simple installation-type robot | |
| EP2422935B1 (en) | Robot, robot system, robot control device, and state determining method | |
| EP3074722B1 (en) | Calibration of a coordinate measuring machine using a calibration laser head at the tool centre point | |
| ES2663494T3 (en) | Auxiliary device and procedure for customizing an optical measurement arrangement that can be mounted on a manipulator | |
| JP2010531238A (en) | Apparatus and method for position adjustment of universal bearing device for cutting machine | |
| JP2002022435A (en) | Method for correcting coordinate measuring equipment | |
| JPH11502776A (en) | Apparatus and method for calibration of multi-axis industrial robot | |
| JP2009534198A (en) | Error correction method | |
| US11602863B2 (en) | Device, method and program for estimating weight and position of gravity center of load by using robot | |
| CN110186553A (en) | Vibration analysis device and vibration analysis method | |
| CN209992064U (en) | Automatic calibrating installation of electronic balance | |
| KR20190000429A (en) | Dual Arm Robot System | |
| RU2472612C1 (en) | Bench to control accuracy of contour movements of industrial robot | |
| RU2252862C1 (en) | Method for monitoring accuracy of contour movements of industrial robot | |
| KR20110065653A (en) | Installation for measurement with auto control function | |
| RU2637721C1 (en) | Method for graduating multicomponent force and torque sensors and device for its implementation | |
| US20220075342A1 (en) | Measurement system, and a method in relation to the measurement system | |
| JP2017223574A (en) | Industrial machine | |
| JPH04211807A (en) | Method and device for estimating installing error of robot and robot drive controlling method, working bench with standard, and standard | |
| RU2185953C1 (en) | Bed for testing accuracy degree of contour movements of industrial robot | |
| Cortsen et al. | A new experimental method for predicting static tool displacements for machining with robot manipulators | |
| RU2799168C1 (en) | Method and device for testing small arms and/or bench tests of rocket engines | |
| JP2009162599A (en) | External force detection method and detector |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060916 |