三坐标非接触式工业机器人精度测试系统技术方案

三坐标非接触式工业机器人精度测试系统，包括载物台，包括承载载物台的行进机构，所述载物台上设有主轴，主轴上安装有垂直于主轴且相互垂直的第一横向轴和第二横向轴，所述第一横向轴和第二横向轴上分别安装有第一摄像头和第二摄像头，所述第一横向轴末端和第二横向轴末端还安装有磁栅尺，所述主轴顶部设置有升降轴，所述升降轴顶部安装有激光传感器；还包括控制器及与控制器信号连接的图像处理系统、通信模块。采用本实用新型专利技术所述的三坐标非接触式工业机器人精度测试系统，可以对机器人的理论坐标和实际坐标进行精确测量和比对，并给出量化测量结果，本实用新型专利技术实现了自动化高精度测量，快速高效的对机器人内部定位参数和坐标系进行校准，提高了机器人标定精度和校准效率。

Three coordinate non-contact industrial robot accuracy testing system

A three-coordinate non-contact precision testing system for industrial robots includes a loading platform, including a moving mechanism of the loading platform. The loading platform is equipped with a spindle, which is perpendicular to the spindle and mutually perpendicular to the first and second transverse axes. The first and second transverse axes are respectively equipped with the first and second transverse axes. A magnetic grating ruler is also installed at the end of the first and second transverse axes of the camera and the second cameras. A lifting axle is arranged at the top of the main axle, and a laser sensor is installed at the top of the lifting axle. The image processing system and communication module connected with the signal of the controller are also included. The three-coordinate non-contact industrial robot precision testing system described in the utility model can accurately measure and compare the theoretical coordinates and the actual coordinates of the robot, and give the quantitative measurement results. The utility model realizes automatic and high-precision measurement, fast and efficient positioning parameters and sitting of the robot. Calibration of calibration system improves robot calibration accuracy and calibration efficiency.

【技术实现步骤摘要】
三坐标非接触式工业机器人精度测试系统
本技术属于机器人领域，涉及一种机器人测量设备，具体涉及一种三坐标非接触式工业机器人精度测试系统。
技术介绍
工业机器人是集机械制造技术、传动技术、电气驱动技术、微电子技术、软件技术和信息技术于一体的高新技术产品，成为当代最为典型的机电一体化装备之一，广泛应用于汽车、食品、医药、电子等行业的自动化流水线。工业机器人按用途主要分为焊接机器人、喷涂机器人、搬运机器人、装配机器人等，近年来随着用工成本的上升，工业机器人的综合优势愈加明显，在制造业中的应用前景非常广阔。机器人的精度性能及保持能力是保障机器人长时间稳定工作的重要指标之一。众所周知，由于大多数的工业机器人由于采用串联结构和关节驱动形式，因此该类机器人的定位精度通常较差，而且长时间工作或发生碰撞后，机器人的几何参数(工具坐标系、工件坐标系、机器人零点等)会发生改变。需要重新校准，目前，机器人的校准通常需要人工进行非常复杂的手动操作，其标定精度不高且依赖于操作人员的技术水平，不仅耗时且可靠性较低。
技术实现思路
为克服现有技术存在的技术缺陷，本技术公开了一种三坐标非接触式工业机器人精度测试系统。本技术所述三坐标非接触式工业机器人精度测试系统，包括载物台，其特征在于,包括承载载物台的行进机构，所述载物台上设有主轴，主轴上安装有垂直于主轴且相互垂直的第一横向轴和第二横向轴，所述第一横向轴和第二横向轴上分别安装有第一摄像头和第二摄像头，所述第一横向轴末端和第二横向轴末端还安装有磁栅尺，所述主轴顶部设置有升降轴，所述升降轴顶部安装有激光传感器；还包括控制器及与控制器信号连接的图像处理系统、通信模块；所述磁栅尺和激光传感器也与所述控制器信号连接，所述升降轴和磁栅的动力系统与所述控制器控制连接，所述控制器还与所述行进机构控制连接。优选的，所述第一横向轴和第二横向轴上还有可使其在主轴竖直方向上运动的驱动装置。优选的，所述第一横向轴和第二横向轴上设置有横向滑轨和位于滑轨上的滑块，所述第一摄像头和第二摄像头分别位于第一横向轴和第二横向轴的滑块上。优选的，所述行进机构为步进电机或电动缸驱动的履带或车轮。进一步的，所述电动缸为KA14、KA120或SEA802中的任意一种优选的，还包括与所述控制器连接的触摸屏。优选的，所述激光传感器为OD2-P30W0412。优选的，所述磁栅尺为德国SIKO公司生产的磁栅尺。采用本技术所述的三坐标非接触式工业机器人精度测试系统，可以对机器人的理论坐标和实际坐标进行精确测量和比对，并给出量化测量结果，本技术实现了自动化高精度测量，快速高效的对机器人内部定位参数和坐标系进行校准，提高了机器人标定精度和校准效率。附图说明图1为本技术所述三坐标非接触式工业机器人精度测试系统的一种具体实施方式结构示意图，图2为本技术所述三坐标非接触式工业机器人精度测试系统中控制器与各个部件的连接关系示意图；图中附图标记名称为1-载物台，2-行进机构，3-主轴，4-第一横向轴，5-第一摄像头，6-第二横向轴,7-第二摄像头，8-磁栅尺，9-激光传感器，10-升降轴。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明。本技术所述三坐标非接触式工业机器人精度测试系统，包括载物台1，包括承载载物台的行进机构2，所述载物台上设有主轴3，主轴上安装有垂直于主轴且相互垂直的第一横向轴4和第二横向轴6，所述第一横向轴和第二横向轴上分别安装有第一摄像头5和第二摄像头6，所述第一横向轴末端和第二横向轴末端还安装有磁栅尺8，所述主轴顶部设置有升降轴10，所述升降轴顶部安装有激光传感器9；还包括控制器及与控制器信号连接的图像处理系统、通信模块；所述磁栅尺和激光传感器也与所述控制器信号连接，所述升降轴和磁栅的动力系统与所述控制器控制连接，所述控制器还与所述行进机构控制连接。本技术的使用方式如下：控制要校准的机器人行进到本技术所述精度测试系统附近，通过第一横向轴和第二横向轴上的摄像头观察机器人与测试系统之间的相对位置并将图像采集后通过图像处理系统对相对位置进行标记，通过识别待校准机器人的重要外形特征确定机器人相对测试系统的初始方位。例如可以在机器人前后左右分别设计不同色彩的醒目圆形标记，第一横向轴和第二横向轴上的摄像头拍摄到前面和左边的圆形标记后，通过图像处理系统对图像中圆形标记的识别，判断出机器人位于测试系统的左前方。现有技术中对于图像的识别已经完全可以满足上述要求，在此不再赘述。随后控制待测机器人移动到另一预先指定地点，并将该点坐标通过通信模块发送到控制器，随后控制行进机构驱动测试系统走到机器人附近的相应位置，初始位置为机器人左前方，则也走到机器人左前方，通过摄像头和图像处理系统确定测试系统与机器人的相对位置，随后再次通过磁栅尺和激光传感器测量出与机器人的距离和高度差，并通过测试系统自身坐标定位系统对测试系统自身的坐标定位，计算出机器人的坐标；将该坐标与预先指定地点的坐标比对，从而可以得出机器人自身坐标定位存在的误差。通过磁栅尺移动测量测试系统与机器人之间在第一横向轴和第二横向轴所处方向上的相对距离并记录存储在控制器中，通过控制升降轴的升降调节激光传感器的高度，测量出测试系统与机器人之间的高度差，本技术适用于矮于激光传感器最大高度的机器人，激光传感器优选采用OD2-P30W0412型激光传感器，可以直接测量出自身与机器人顶点之间的高度差。通常在控制器内建立一个三维坐标系XYZ用于标定机器人相对该坐标系的坐标，其X、Y、Z值分别表示第一横向轴检测距离、第二横向轴检测距离、高度差。第一摄像头和第二摄像头也可以采用测距摄像头，可以直接测量出与机器人之间的粗间距，可以通过磁栅尺进行精确测量。为适应不同高度的机器人，可以在第一横向轴和第二横向轴上安装可使其在主轴竖直方向上运动的驱动装置，例如垂直气缸等，调节横向轴在主轴上的高度。为方便调节摄像头在横向轴上的位置，所述第一横向轴和第二横向轴上可以设置横向滑轨和位于滑轨上的滑块，所述第一摄像头和第二摄像头分别位于第一横向轴和第二横向轴的滑块上。行进机构可以为步进电机或电动缸驱动的履带或车轮。电动缸可以采用KA14、KA120或SEA802中的任意一种。控制器还可以连接一个触摸屏，方便操作和直观显示数据。采用本技术所述的三坐标非接触式工业机器人精度测试系统，可以对机器人的理论坐标和实际坐标进行精确测量和比对，并给出量化测量结果，本技术实现了自动化高精度测量，快速高效的对机器人内部定位参数和坐标系进行校准，提高了机器人标定精度和校准效率。前文所述的为本技术的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述技术人的技术验证过程，并非用以限制本技术的专利保护范围，本技术的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本技术的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.三坐标非接触式工业机器人精度测试系统，包括载物台，其特征在于, 包括承载载物台的行进机构，所述载物台上设有主轴，主轴上安装有垂直于主轴且相互垂直的第一横向轴和第二横向轴，所述第一横向轴和第二横向轴上分别安装有第一摄像头和第二摄像头，所述第一横向轴末端和第二横向轴末端还安装有磁栅尺，所述主轴顶部设置有升降轴，所述升降轴顶部安装有激光传感器；还包括控制器及与控制器信号连接的图像处理系统、通信模块；所述磁栅尺和激光传感器也与所述控制器信号连接，所述升降轴和磁栅的动力系统与所述控制器控制连接，所述控制器还与所述行进机构控制连接。

【技术特征摘要】
1.三坐标非接触式工业机器人精度测试系统，包括载物台，其特征在于,包括承载载物台的行进机构，所述载物台上设有主轴，主轴上安装有垂直于主轴且相互垂直的第一横向轴和第二横向轴，所述第一横向轴和第二横向轴上分别安装有第一摄像头和第二摄像头，所述第一横向轴末端和第二横向轴末端还安装有磁栅尺，所述主轴顶部设置有升降轴，所述升降轴顶部安装有激光传感器；还包括控制器及与控制器信号连接的图像处理系统、通信模块；所述磁栅尺和激光传感器也与所述控制器信号连接，所述升降轴和磁栅的动力系统与所述控制器控制连接，所述控制器还与所述行进机构控制连接。2.如权利要求1所述的三坐标非接触式工业机器人精度测试系统，其特征在于，所述第一横向轴和第二横向轴上还有可使其在主轴竖直方向上运动的驱动装置。3.如权利要求1所述的三坐标非接触式工业机器人精度测试系...

【专利技术属性】
技术研发人员：林远长，
申请(专利权)人：成都鸿任智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51