一種簡易機器人精度檢測裝置的制作方法

本實用新型涉及機器人檢測技術領域，尤其涉及一種簡易機器人精度檢測裝置。

背景技術：

機器人零位誤差是影響機器人絕對定位精度的主要因素，機器人零位誤差是指機器人各活動關節在初始位置(即機器人零位值)時實際位置與理論位置的相對誤差值。機器人零位標定的目標則是對零位誤差值進行辨識和補償。

現有機器人精度性能測試技術主要通過激光跟蹤儀和Dynalog機器人性能測試設備來進行測試，以上兩款設備核心技術被國外壟斷，售價高達幾百萬，測試方法較復雜，對測試人員理論要求較高。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單，成本低，并且方便操作的簡易機器人精度檢測裝置。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案如下：一種簡易機器人精度檢測裝置，包括固定座和用于安裝在機器人的末端(機器人的末端是指機器人手臂遠離機器人本體的一端，在實際操作中用于對零部件進行加工以及操作的一端)的負載塊；所述固定座上設有用于檢測負載塊水平位置的X軸千分表和Y軸千分表，以及檢測負載塊豎直位置的Z軸千分表，所述X軸千分表的測量頭的軸線、所述Y軸千分表的測量頭的軸線以及所述Z軸千分表的測量頭的軸線相互垂直設置；當機器人帶動所述負載塊移動至所述固定座時，所述負載塊分別抵接所述X軸千分表的測量頭、所述Y軸千分表的測量頭以及所述Z軸千分表的測量頭。

本實用新型的有益效果是：在固定座上設置測量頭相互垂直設置的X軸千分表、Y軸千分表以及Z軸千分表，將負載塊安裝在機器人末端，將整個裝置放置在機器人手臂移動位置的終點位置，通過機器人帶動負載塊至固定塊位置，負載塊相互垂直的三面分別抵接三個千分表，讀取千分表的讀數，經過多次測量，檢測機器人手臂移動的精度，結構簡單，操作方便，并且成本低。

在上述技術方案的基礎上，本實用新型還可以做如下改進。

進一步，所述負載塊為球型的測試小球。

采用上述進一步方案的有益效果是：負載塊采用球型的測試小球，球型的結構能更加精準，并且球型的結構不會有棱角對千分表以及操作人員造成損壞，更加安全。

進一步，所述負載塊為方形體，當機器人帶動所述負載塊移動至所述固定座時，所述負載塊的三個相鄰的垂直面分別抵接所述X軸千分表的測量頭、所述Y軸千分表的測量頭以及所述Z軸千分表的測量頭。

采用上述進一步方案的有益效果是：負載塊采用方形體結構，檢測時當機器人帶動所述負載塊移動至所述固定座時，所述負載塊的三個相鄰的垂直面分別抵接所述X軸千分表的測量頭、所述Y軸千分表的測量頭以及所述Z 軸千分表的測量頭，避免采用其他不規則形狀時，因為機器人的在檢測的過程中由于位置的稍微改變而導致檢測結構不準確。

進一步，還包括接收顯示裝置，所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述Z軸千分表均為數顯千分表，所述接收顯示裝置分別與所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述Z軸千分表電路連接，用于接收所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述Z軸千分表傳送的讀數數據。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過接收顯示裝置分別連接X軸千分表、Y軸千分表和Z軸千分表，接收和統計三個千分表的讀數，便于分析千分表的讀數數據。

進一步，所述負載塊的側邊上固定有負載擴展板，所述負載擴展板上設有固定孔。

采用上述進一步方案的有益效果是：負載擴展板的設置能方便增加負載，實現負載的可調，實現在多種負載情況下精度檢測。

進一步，還包括分別用于夾持所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述 Z軸千分表的三個夾具，三個所述夾具均固定在所述固定座上。

采用上述進一步方案的有益效果是：夾具的設置方便三個千分表的安裝和拆卸。

進一步，所述夾具包括夾體A和夾體B，所述夾體A固定在所述固定座上，所述夾體B與所述夾體A通過螺釘固定連接，所述X軸千分表、所述Y 軸千分表和所述Z軸千分表分別夾持在三個所述夾具的所述夾體A與所述夾體B之間。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過夾體A和夾體B將千分表進行固定，然后將夾體A固定在固定座上，方便對千分表的安裝。

進一步，還包括工作臺，所述固定座固定在所述工作臺上。

采用上述進一步方案的有益效果是：工作臺的設置能對固定座進行固定定位，避免在千分表收到抵壓時造成固定塊的移動，影響檢測的準確性。

進一步，所述工作臺上設有貫穿所述工作臺上下的安裝孔，所述固定座為L型結構，所述固定座設在所述安裝孔的周邊，且所述Z軸千分表設在所述安裝孔的豎直上方。

采用上述進一步方案的有益效果是：安裝孔的設置能方便安裝Z軸千分表。

本實用新型還公開一種簡易機器人精度檢測方法，采用上述檢測裝置對機器人的精度進行檢測，包括以下步驟：

步驟一，調試機器人，將負載塊安裝在機器人的末端；

步驟二，將檢測裝置放置于待檢測的機器人的前下方，使得所述X軸千分表的檢測頭的軸線、所述Y軸千分表的檢測頭的軸線和所述Z軸千分表的檢測頭的軸線分別與機器人對應的X軸、Y軸、Z軸三個方向一一對應；

步驟三，為機械人的運動進行編程(參考國標(工業機器人性能規范及其試驗方法))，編寫機器人的運動曲線，并且確保機器人在運動至運動終點時所述負載塊對所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述Z軸千分表造成抵壓；

步驟四，運行機器人，使得機器人按照編寫的運動曲線進行運動，在機器人在運動至運動終點時，采集所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述Z 軸千分表的數據，重復上述操作，多次檢測，并且采集所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述Z軸千分表的數據。

上述方案的有益效果是：在固定座上設置測量頭相互垂直設置的X軸千分表、Y軸千分表以及Z軸千分表，將負載塊安裝在機器人末端，將整個裝置放置在機器人手臂移動位置的終點位置，通過機器人帶動負載塊至固定塊位置，負載塊相互垂直的三面分別抵接三個千分表，讀取千分表的讀數，經過多次測量，檢測機器人手臂移動的精度，操作方便，并且成本低。

進一步，所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述Z軸千分表采用豎向千分表，步驟二中，將所述X軸千分表、所述Y軸千分表、所述Z軸千分表與接收顯示裝置進行電路連接，并對所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述Z軸千分表進行清零。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過接收顯示裝置分別與所述X軸千分表、所述Y軸千分表、所述Z軸千分表進行電路連接，方便通過接收顯示裝置讀取、顯示并保存采集的數據。

進一步，所述步驟三中，編寫機器人的運動曲線，確保機器人在運動至運動終點時所述負載塊對所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述Z軸千分表抵壓行程小于10mm。

采用上述進一步方案的有益效果是：控制負載對所述X軸千分表、所述 Y軸千分表和所述Z軸千分表的抵壓行程小于10mm，避免行程大于千分表的測量范圍而導致檢測不準確。

進一步，所述步驟四中，在機器人在運動至運動終點時，保持機器人對所述X軸千分表、所述Y軸千分表和所述Z軸千分表抵壓時間大于1s。

采用上述進一步方案的有益效果是：確保負載塊的停留時間，能保證千分表檢測的結構穩定準確。

附圖說明

圖1為本實用新型的立體結構示意圖；

圖2為本實用新型的主視圖；

圖3為本實用新型的俯視圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、固定座，2、負載塊，3、X軸千分表，4、Y軸千分表，5、Z軸千分表，6、工作臺，7、負載擴展板，8、固定孔，9、夾具，9-1、夾體A，9-2、夾體B，10、安裝孔。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型的一種實施例包括固定座1和用于安裝在機器人的末端的負載塊2；所述固定座1上設有用于檢測負載塊2 水平位置的X軸千分表3和Y軸千分表4，以及檢測負載塊2豎直位置的Z 軸千分表5，所述X軸千分表3的測量頭的軸線、所述Y軸千分表4的測量頭的軸線以及所述Z軸千分表5的測量頭的軸線相互垂直設置；當機器人帶動所述負載塊2移動至所述固定座1時，所述負載塊2分別抵接所述X軸千分表3的測量頭、所述Y軸千分表4的測量頭以及所述Z軸千分表5的測量頭。在本實施例中，所述負載塊2為方形體，當機器人帶動所述負載塊2移動至所述固定座1時，所述負載塊2的三個相鄰的垂直面分別抵接所述X軸千分表3的測量頭、所述Y軸千分表4的測量頭以及所述Z軸千分表5的測量頭。

優選的技術方案是：還包括接收顯示裝置，所述X軸千分表3、所述Y 軸千分表4和所述Z軸千分表5均為數顯千分表，所述接收顯示裝置分別與所述X軸千分表3、所述Y軸千分表4和所述Z軸千分表5電路連接，用于接收所述X軸千分表3、所述Y軸千分表4和所述Z軸千分表5傳送的讀數數據。通過接收顯示裝置分別連接X軸千分表3、Y軸千分表4和Z軸千分表5，接收和統計三個千分表的讀數，便于分析千分表的讀數數據。

優選的技術方案是：所述負載塊2的側邊上固定有負載擴展板7，所述負載擴展板7上設有固定孔8。負載擴展板7的設置能方便增加負載，實現負載的可調，實現在多種負載情況下精度檢測。

優選的技術方案是：還包括分別用于夾持所述X軸千分表3、所述Y軸千分表4和所述Z軸千分表5的三個夾具9，三個所述夾具9均固定在所述固定座1上。夾具9的設置方便三個千分表的安裝和拆卸。所述夾具9包括夾體A9-1和夾體B9-2，所述夾體A9-1固定在所述固定座1上，所述夾體 B9-2與所述夾體A9-1通過螺釘固定連接，所述X軸千分表3、所述Y軸千分表4和所述Z軸千分表5分別夾持在三個所述夾具9的所述夾體A9-1與所述夾體B9-2之間。通過夾體A9-1和夾體B9-2將千分表進行固定，然后將夾體A9-1固定在固定座1上，方便對千分表的安裝。

優選的技術方案是：還包括工作臺6，所述固定座1固定在所述工作臺 6上。所述工作臺6上設有貫穿所述工作臺6上下的安裝孔10，所述固定座 1為L型結構，所述固定座1設在所述安裝孔10的周邊，且所述Z軸千分表5設在所述安裝孔10的豎直上方。工作臺6的設置能對固定座1進行固定定位，避免在千分表收到抵壓時造成固定塊的移動，影響檢測的準確性。安裝孔10的設置能方便安裝Z軸千分表5。

本實用新型還公開一種簡易機器人精度檢測方法，采用上述檢測裝置對機器人的精度進行檢測，包括以下步驟：

S1.調試好機器人，安裝好負載；

S2、將檢測裝置放置于待檢測的機器人的前下方，使得所述X軸千分表 3的檢測頭的軸線、所述Y軸千分表4的檢測頭的軸線和所述Z軸千分表5 的檢測頭的軸線分別與機器人對應的X軸、Y軸、Z軸三個方向一一對應；

S3、為機器人運動編寫程序，參考國標(工業機器人性能規范及其試驗方法)，寫一條空間斜線，保證六個關節均發生轉動；斜線的其中一個端點靠近三只千分尺，并對三只表表頭擠壓(千分尺表頭可以伸縮，范圍： 12mm)。擠壓量控制在10mm內(三只表均要有擠壓量)，對應的軟件界面會有讀書，如圖3；把千分表讀數清為0(如原來計為10mm，清0后，表示在壓縮狀態下讀數為0)；注：數據是通過千分表傳給集線器再到接收顯示裝置；

S4、運行機器人在所給斜線直線程序，來回運動，將斜向撞擊三只表表頭，并壓入，在壓入時，停1s，點擊測微計處理系統上的手動或自動采集數據，記錄數據。計算多次后，保存導入，導入數據為excel格式；

S5、數據處理，利用工業機器人位置精度數據處理系統，導入excel格式數據，進行計算，得到位置重復性。

拆裝前用機器人重復定位精度檢測平臺對機器人進行精度檢測，拆裝后采用平臺再次對機器人進行精度檢測，對比兩次精度的誤差，對裝配精度進行判定。(誤差在20％以內為一檔，20％-50％為二檔，大于50％為三檔。誤差＝(裝配后精度-裝配前精度)÷裝配前精度×100％)。

在瀏覽數據文件選項中導入excel格式的數據；并可以顯示導入的數據；再選擇機器人型號后，點擊開始計算，可以計算出X,Y,Z三個方向的誤差的平均值，最大和最小值，以及位置重復性；

該系統內置了數據處理的程序：①剔除導入數據中因為沒有采集到數據而計為0的數據組；②剔除導入數據中的粗大誤差，利用羅曼諾夫斯基準則；③與dynalog工業機器人精度性能測試數據對比做校核的程序。

本發明在固定座1上設置測量頭相互垂直設置的X軸千分表3、Y軸千分表4以及Z軸千分表5，將負載塊2安裝在機器人末端，將整個裝置放置在機器人手臂移動位置的終點位置，通過機器人帶動負載塊2至固定塊位置，負載塊2相互垂直的三面分別抵接三個千分表，讀取千分表的讀數，經過多次測量，檢測機器人手臂移動的精度，結構簡單，操作方便，并且成本低。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。