[发明专利]工业机器人性能测试的工作空间确定方法

说明书

本发明提供了一种工业机器人性能测试的工作空间确定方法，属于工业机器人性能测试领域，包括如下步骤：在六连杆机器人的各连杆上分别固接一个坐标系，确定机器人的连杆几何参数及各关节运动范围；获取机器人连杆4末端的运动空间剖面图；将连杆4末端的运动空间剖面图沿着机器人基坐标系轴线偏移设定的距离，获得机器人工作空间剖面图，由此确定机器人的工作空间。本发明创新性的提出通过理论推导结合数学计算来确定机器人的工作空间的方法，该方法操作过程不需要手动示教机器人，简单方便，适用范围广，有效提高了机器人性能测试效率和准确度，从而使机器人的应用更为广泛。

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，尤其涉及一种工业机器人性能测试的工作空间确定方法。

背景技术

工业机器人是高端智能装备的代表，被喻为“制造业皇冠顶端的明珠”。根据国家相关法规规定，工业机器人在出厂前或者长时间使用后需要对其进行性能方面的测试，《GB/T 12642-2013工业机器人性能规范及其试验方法》对工业机器人的各项性能指标及试验方法进行了明确详细的阐述，其中，机器人工作空间的确定是测试多项重要性能指标的必要条件。

目前，关于机器人工作空间的确定尚无通用化、系统化、实用化的方法。传统的方法一般采用机器人示教的方法，该方法需要专业人员对机器人进行手动调试，需尝试将机器人运动至极限位置，存在潜在的危险；同时，操作过程繁琐，耗费时间长，还难以保证该工作空间的准确性，影响机器人性能测试结果的有效性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工业机器人性能测试的，方便、快捷、准确的工作空间确定方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种工业机器人性能测试的工作空间确定方法，机器人由连杆零、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、连杆五、连杆六依次串联而成，连杆零与连杆一通过关节一连接，连杆一与连杆二通过关节二连接，连杆二与连杆三通过关节三连接，连杆三与连杆四通过关节四连接，连杆四与连杆五通过关节五连接，连杆五与连杆六通过关节六连接，其特征在于：该方法由以下三个步骤组成：

步骤一：在所述连杆零、连杆一、连杆二、连杆三、连杆四、连杆五、连杆六上各固接一个坐标系，分别为O₀-X₀-Y₀-Z₀、O₁-X₁-Y₁-Z₁、O₂-X₂-Y₂-Z₂、O₃-X₃-Y₃-Z₃、O₄-X₄-Y₄-Z₄、O₅-X₅-Y₅-Z₅，O₆-X₆-Y₆-Z₆，确定连杆一坐标系原点在机器人基坐标系下的位置信息、各连杆几何参数及各关节的运动范围；

步骤二：根据各关节的运动范围，构造出连杆四末端的四个圆弧——圆弧一、圆弧二、圆弧三、圆弧四的轨迹方程，机器人连杆四末端的运动空间剖面图由圆弧一、圆弧二、圆弧三、圆弧四首尾连接而成；

步骤三：将所述连杆四末端的运动空间剖面图偏移设定的距离，获得机器人工作空间剖面图，由此确定机器人的工作空间。

优选地，所述步骤一中，各连杆几何参数包括：连杆一坐标系原点在机器人基坐标系下的位置矢量连杆一坐标系原点与连杆二坐标系原点之间的距离连杆二坐标系原点与连杆四坐标系原点之间的距离连杆五坐标系原点与机器人末端之间的距离

优选地，所述步骤二中，圆弧一的轨迹生成及计算方法为：