[发明专利]基于多激光跟踪仪的双臂机器人性能测量方法

说明书

本发明公开了一种基于多激光跟踪仪的双臂机器人性能测量方法，包括如下步骤：(1‑1)建立双臂机器人工具坐标系，(1‑2)建立激光跟踪仪和机械臂的基坐标系之间的坐标转换关系，(1‑3)统一公共的基坐标系，(1‑4)机器人性能测量点位规划，(1‑5)利用激光跟踪仪和I/O同步技术对双臂机器人同时测量，(1‑6)数据处理并生成测试报告。本发明具有实现双臂机器人的双臂同时测量，可以对其联动特性进行评估；不用对双臂的运动点按时序对齐，测量精度高，测试过程简单的特点。

技术领域

本发明涉及SCARA机器人技术领域，尤其是涉及一种基于多激光跟踪仪的双臂机器人性能测量方法。

背景技术

机器人是实现智能制造和数字化工厂的核心装备之一。各应用领域对机器人的精度要求越来越高，机器人性能测量对于机器人产业质量提升具有重大的现实意义。目前，对于出厂或者使用环境发生重大变化的机器人一般使用国标《GB/T 12642-2013工业机器人性能规范与试验方法》进行性能测量及精度保证。该性能规范主要针对单臂机器人规定了判定工业机器人性能等级的14项参数指标及其对应的试验方法，比如位姿准确度和位姿重复性、距离准确度和距离重复性、轨迹准确度和轨迹重复性、位置稳定时间等。

根据国际机器人组织(IFR)的2018年的产业调查报告，人机协作成为机器人产业的一个重要发展方向，仿人的双臂机器人大规模增长。双臂机器人是指采用一套控制系统，控制两套单臂完成一项或一组操作任务的工业机器人。对于双臂机器人的性能测量，由于标准缺失，行业内普遍参照《GB/T 12642-2013工业机器人性能规范与试验方法》进行性能测量。然而，针对单臂机器人的性能测量方法不但无法实现双臂的同时测量并获得双臂机器人的联动性能指标，而且存在测量精度不达标、测试过程耗时长等问题。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的单臂机器人的性能测量方法无法实现双臂的同时测量，测量精度不达标、测试过程耗时长的不足，提供了一种基于多激光跟踪仪的双臂机器人性能测量方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于多激光跟踪仪的双臂机器人性能测量方法，包括如下步骤：

(1-1)建立双臂机器人工具坐标系；

(1-2)建立激光跟踪仪和机械臂的基坐标系之间的坐标转换关系；

(1-3)统一公共的基坐标系；

(1-4)机器人性能测量点位规划；

按照《GB/T 12642-2013工业机器人性能规范与试验方法》的要求，结合双臂机器人的实际工作范围，选择测试立方体和测试平面，并在测试立方体和测试平面内选择5个点，控制双臂机器人分别移动至5个点；

(1-5)利用激光跟踪仪和I/O同步技术对双臂机器人同时测量；

(1-6)数据处理并生成测试报告。

与传统的机器人性能测量方法相比，本发明利用多激光跟踪仪进行位姿测量，结合I/O脉冲同步技术和传感器数据融合技术实现双臂的同时测量，对双臂机器人的联动性能进行评测。另外，本发明还具有测量精度高、测试过程简单的优点。本发明除了传统的14项机器人性能指标之外还能测量双臂的联动性能。双臂机器人联合性能表征的是双臂完成同一任务时所表现出的性能，主要包括联合位姿特性、联合轨迹特性、联合最小定位时间等。

步骤(1-1)用于建立双臂机器人工具坐标系，是计算机器人法兰盘末端与工具之间的坐标转换关系，其主要目的是实现各基站测量点及其对应机械臂末端点的统一。将各机械臂对应的工具转换关系写回控制器后，示教器上显示坐标从各臂法兰盘中心点坐标变为工具坐标。

步骤(1-2)的主要目的是计算各基站的测量坐标系与各机械臂的基坐标系之间的转换关系。