背景介紹

隨著機(jī)器人技術(shù)在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，業(yè)界對(duì)工業(yè)機(jī)器人的重復(fù)定位精度和定位精度要求也越來越高。特別是離線編程技術(shù)的發(fā)展要求機(jī)器人必須具備很高的定位精度。目前的工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位精度都比較高，但是定位精度卻很低，并且每臺(tái)機(jī)器人的差別較大，嚴(yán)重制約了工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍。傳統(tǒng)定位方式都采用三維力傳感器進(jìn)行標(biāo)定，但是力傳感器由于制造、裝配、貼片誤差，以及電路中量化誤差、干擾等因素影響，其輸入輸出關(guān)系與理論計(jì)算有一定的偏差，需通過標(biāo)定實(shí)驗(yàn)來檢測力傳感器的實(shí)際性能指標(biāo)，因此工業(yè)機(jī)器人性能測量與校準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)于提高工業(yè)機(jī)器人定位精度有著極其重要的作用。

譜麥科技自主研發(fā)的工業(yè)機(jī)器人性能測量與校準(zhǔn)系統(tǒng)采用激光非接觸測量技術(shù)與振動(dòng)測量設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)中六維位姿精度的測量和計(jì)算，在國內(nèi)支持國標(biāo)《GB/T 12642—2013 工業(yè)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法》中所規(guī)定性能指標(biāo)測試及對(duì)機(jī)器人各軸及末端抖動(dòng)信號(hào)的測量。本系統(tǒng)還包括了工業(yè)機(jī)器人DH模型參數(shù)校準(zhǔn)模塊，通過該模塊可提升工業(yè)機(jī)器人的精度5—10倍，而無須改動(dòng)其機(jī)械部件。并提供國內(nèi)的重載機(jī)器人剛度校準(zhǔn)系統(tǒng)。技術(shù)水平國內(nèi)、，在研發(fā)過程中獲得發(fā)明9項(xiàng)、實(shí)用新型5項(xiàng)、軟件著作權(quán)5項(xiàng)，2018年被認(rèn)定為浙江省裝備制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域（套）產(chǎn)品。

測試指標(biāo)
靜態(tài)特性測試：
位姿準(zhǔn)確度和位姿重復(fù)性、多方向位姿準(zhǔn)確度、距離準(zhǔn)確度和距離重復(fù)性、位姿特性漂移、互換性 、靜態(tài)柔順性
動(dòng)態(tài)特性測試：
位置穩(wěn)定時(shí)間、變動(dòng)位置超調(diào)量、軌跡準(zhǔn)確度和軌跡重復(fù)性、重復(fù)定向軌跡準(zhǔn)確度、拐角偏差、軌跡速度特性、最小定位時(shí)間、擺動(dòng)偏差

系統(tǒng)組成
硬件系統(tǒng)組成：激光跟蹤儀、靶球及負(fù)載安裝夾具
軟件系統(tǒng)組成：6自由度空間測量軟件、振動(dòng)信號(hào)采集分析軟件、性能測量和分析處理軟件、機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù)校準(zhǔn)軟件

為了提高國產(chǎn)工業(yè)機(jī)器人品質(zhì)水平，在出廠前必須對(duì)其其性能進(jìn)行檢測；在長期使用過程中也需要對(duì)其性能進(jìn)行檢測。如果檢測結(jié)果不合格，就需要通過本系統(tǒng)所包括的工業(yè)機(jī)器人DH參數(shù)校準(zhǔn)模塊計(jì)算出機(jī)器人組裝過程中或者使用過程中形成的各種誤差，把這些誤差導(dǎo)回到控制器里，進(jìn)行誤差補(bǔ)償。通過校準(zhǔn)，快速、準(zhǔn)確地提升機(jī)器人的精度5-10倍，而無需改動(dòng)任何機(jī)械部件。

激光跟蹤儀性能

旋轉(zhuǎn)角： ? 水平：360° –無限旋轉(zhuǎn) ? 垂直：130°(+77.9°至 -52.1°)–無限旋轉(zhuǎn)
數(shù)據(jù)輸出速率： ? 1,000個(gè)測量點(diǎn)/秒
工作范圍： ? VantageS：80m ? VantageE：25m
測距性能： ? 分辨率：0.5μm ? 精度 (MPE)：16μm + 0.8μm/m
? 徑向加速度：30m/ ? 徑向速度：> 25m/sec
角度測量性能： ? 角度精度(MPE)：20μm + 5μm/m ? 精密水平儀的精度：± 2角秒
跟蹤性能： ? 角加速度:860°/sec2 (15 rads/sec2) ? 角速度：180°/sec (π rads/sec)
立體彩色相機(jī)： ? 視場角：50° ? 分辨率：1920 x 1080p @ 15 fps
激光發(fā)射： ? 一級(jí)激光：630-640 nm 激光，0.35mW max/cw

系統(tǒng)特點(diǎn)

1）六維姿態(tài)動(dòng)態(tài)測量（高精度，高性能，低成本）

2）高精度非接觸式測量（系統(tǒng)精度高達(dá)20μm+5μm/m）

3）自動(dòng)測量，滿足定制化測量需求；中文界面，方便操作

4）校準(zhǔn)過程時(shí)間短（5-10分鐘）

5）無需建模，操作十分簡便

6）提升機(jī)器人精度5-10倍，無需改變機(jī)器人任何機(jī)械部件

應(yīng)用價(jià)值

（1）ARTS支持所有領(lǐng)域機(jī)器人的精度測量。目前擁有六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、SCARA機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人以及醫(yī)療機(jī)器人的校準(zhǔn)能力，并且不斷研發(fā)新的校準(zhǔn)模塊。

（2）對(duì)于焊接、裝配、打磨、拋光、視覺識(shí)別等高精度應(yīng)用場景，可以顯著改善機(jī)器人定位精度、空間運(yùn)行姿態(tài)的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠和穩(wěn)定。

（3）滿足生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)檢部門用于出廠檢驗(yàn)、品質(zhì)追溯的需要，減少產(chǎn)品返修率，降低生產(chǎn)成本。同時(shí)亦可用于研發(fā)部門故障診斷、樣機(jī)改進(jìn)，為企業(yè)產(chǎn)品改善提供方法和依據(jù),從而大幅提升機(jī)器人企業(yè)技術(shù)含量和品牌價(jià)值。

軟件界面

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