[发明专利]用于测量工业机器人关节抖动的测量装置及测量方法

说明书

本发明公开了一种用于测量工业机器人关节抖动的测量装置及测量方法，工业机器人包括机座、末端和N个关节；测量装置包括分别设于末端和N个关节上的N+1个三向加速度计；所述三向加速度计与PXI控制器电连接，PXI控制器与上位机电连接。本发明具有测量效率高、测量准确性好的特点，可以准确测量出关节的抖动对末端抖动的贡献系数。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，尤其是涉及一种测量效率高、测量准确性好的用于测量工业机器人关节抖动的测量装置及测量方法。

背景技术

工业机器人的工作性能直接决定了生产质量和效率，然而由于减速器等柔性部件的存在，工业机器人在启动或者大负载高速运动时，末端会产生比较大的抖动，严重降低工业机器人的末端精度。为此，要对工业机器人末端的抖动进行准确测量，分析对末端抖动贡献大的关节，然后通过提高对应关节的刚度，减少关节的抖动，降低工业机器人末端的抖动，提高工业机器人的末端精度。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的工业机器人在启动或者大负载高速运动时，末端会产生比较大的抖动的不足，提供了一种测量效率高、测量准确性好的用于测量工业机器人关节抖动的测量装置及测量方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于测量工业机器人关节抖动的测量装置，工业机器人包括机座、末端和N个关节；测量装置包括分别设于末端和N个关节上的N+1个三向加速度计；所述三向加速度计与PXI控制器电连接，PXI控制器与上位机电连接，N≥2；机座与底座连接，底座下部设有若干个滚轮，底座包括下部减震结构和上部抖动机构；上部抖动机构包括与下部减震结构连接的竖杆，套设于竖杆上的弹簧，通过圆孔与竖杆上部的外周面滑动连接的水平板，与下部减震结构连接的限位竖筒，设于限位竖筒上的用于控制钢珠落到水平板上的钢珠下落机构；机座下表面上设有凹槽，竖杆插入凹槽中，竖杆上端和凹槽顶部之间设有弹性垫；水平板外侧面与限位竖筒内侧壁滑动连接，机座与水平板固定连接。

下部减震结构用于隔离地面的震动，防止地面的震动对检测产生干扰，确保检测的准确性，上部抖动机构用于给工业机器人的机座提供冲击力，使检测到的抖动幅值变大，从而进一步提高检测的准确定。

在工业机器人零位状态下，将N+1个三向加速度计通过螺纹刚性连接在工业机器人的末端中心以及N个关节中心处，并使三向加速度计的X、Y、Z方向与工业机器人机座坐标系重合，所述三向加速度计用于采集所述工业机器人末端和各关节的抖动信号。每个三向加速度计将采集到的抖动信号传递给信号调理电路进行放大和模拟滤波，放大和滤波后的模拟信号经过A/D转换模块变成数字信号，所述数字信号经PXI总线传递给PXI控制器中的RAM模块进行存储，PXI控制器用于保证N+1个三向加速度计可以同步采集并传输抖动数据，PXI控制器通过USB接口将抖动数据传递给上位机进行数据分析与处理，得到工业机器人末端和各关节的抖动特性。在进行工业机器人抖动测量前，需对工业机器人进行校准。

作为优选，所述钢珠下落机构包括横向延伸的壳体，设于壳体左侧的气缸；气缸的伸缩杆伸入壳体中，壳体左上部和右下部均设有钢珠过孔，伸缩杆右端与推板连接。

作为优选，所述下部减震结构包括与各个滚轮连接的水平下钢板，设于水平下钢板上表面的水平聚四氟乙烯板，和与水平聚四氟乙烯板上表面连接的水平上钢板。

水平聚四氟乙烯板一定柔韧性，能够隔离地面的震动，避免检测过程中，地面的震动对检测产生干扰。

作为优选，机座外侧设有圆环，圆环通过若干个螺钉与水平板固定连接；所述限位竖筒包括圆形围板和设于圆形围板上端的环形挡板。

作为优选，圆形围板的内侧壁上设有L条竖向滑槽，水平板的外侧面上设有L个滑块，各个滑块分别与各条竖向滑槽滑动连接，L≥2。

一种用于测量工业机器人关节抖动的测量装置的测量方法，包括如下步骤：