[发明专利]一种机器人运动误差在位检测与补偿方法及设备

说明书

本发明适用于机器人领域，提供了一种机器人运动误差在位检测与补偿方法及设备，其中，机器人运动误差在位检测方法包括如下步骤：基于标件的结构参数，生成目标运动轨迹；机器人使测量装置沿目标运动轨迹运动，在机器人使测量装置沿目标运动轨迹运动的过程中，通过测量装置检测得到机器人实际运动误差，将误差数据补偿到机器人运动轨迹中获得机器人补偿运动轨迹，进而抑制机器人运动误差，提升机器人运动精度。

技术领域

本发明涉及先进制造技术领域，尤其涉及机器人领域，具体而言，涉及一种机器人运动误差在位检测与补偿方法及设备。

背景技术

随着现代科学技术的不断发展，特别是航空航天、国防军工、信息、微电子与光电子等尖端科学技术的突飞猛进，对超精密加工领域提出越来越高的要求。超精密制造及检测技术是实现超精密器件的批量化制造和生产供货的重要条件。非球面光学元件，因其利于获得高品质光学特性和高质量图像效果，是先进光学系统中超精密器件。

现有技术中，通常通过五轴联动数控机床完成非球面光学元件的超精密加工，然而，五轴联动数控机床的硬件成本高、设备空间体积大。随着机器人技术的发展，机器人技术不仅应用于条件恶劣的、精度要求不高的粗犷型工业场合（比如喷漆、去毛刺、焊接、搬运、包装和堆垛等），而且也被应用于精度要求高的生物医疗、精密制造等领域。以六关节机器人为例，其具有价格便宜、稳定性好、占地小、灵活性好等优势。但是，在将机器人技术与超精密抛光技术结合并应用于非球面光学元件超精密加工时，由于机器人的精度和刚度不足，导致机器人运动误差大，在对非球面光学元件进行超精密抛光时，精度会受到很大程度的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人运动误差在位检测与补偿方法及设备，旨在解决现有技术中的机器人运动误差大的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种机器人运动误差在位检测方法，其包括如下步骤：

步骤S10：基于标件的结构参数，生成目标运动轨迹；

步骤S20：机器人使测量装置沿目标运动轨迹运动，在机器人使测量装置沿目标运动轨迹运动的过程中，通过测量装置检测得到测量装置的第一实际运动轨迹与目标运动轨迹在各采样点处的误差，其中，所述测量装置安装于机器人的末端；

步骤S30：将测量装置的第一实际运动轨迹与目标运动轨迹在各采样点处的误差作为机器人在各采样点处的第一运动误差。

可选地，机器人使测量装置沿目标运动轨迹运动的过程中的轨迹参数，和加工装置在实际加工时的轨迹参数相同，其中，在实际加工时，将所述测量装置从机器人的末端取下，将所述加工装置安装于机器人的末端。

可选地，检测参数包括路径间距、步距、进给速度、采样频率，将检测时X/Y方向位置坐标与第一运动误差数据匹配处理获得机器人运动误差空间二维分布。

可选地，测量装置在检测测量装置的第一实际运动轨迹与目标运动轨迹在各采样点处的误差时，采样点的采样间隔和步距一致。

可选地，测量装置的采样频率f、测量装置的移动速度v、测量装置的采样间隔a、轨迹参数中的步距b，满足以下关系：f=v/a=v/b。

可选地，将目标运动轨迹与标件的几何中心线的交点，作为机器人工件坐标系的零点，同时也是测量装置的零位。

可选地，所述标件为高精度非球面标件，其面形精度优于5μm，所述测量装置为激光测微仪，其检测精度优于1μm。

第二方面，本发明提供了一种机器人运动误差在位补偿方法，其包括如下步骤：