本發(fā)明涉及一種動平衡的裝置和方法，尤其是一種DLETA機(jī)器人動平衡的裝置和方法。

背景技術(shù)：

Delta機(jī)器人是并聯(lián)機(jī)器人中最典型的一種形式，具有3個平移自由度。它最初由瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院EPFL的Clavel在二十世紀(jì)八十年代提出，因其固定平臺和末端動平臺的幾何形狀皆呈三角形而得名。當(dāng)初設(shè)想并研制的初衷，是希望通過一種相對較小的機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)對輕質(zhì)物件的抓取和放置。

隨著科技的進(jìn)步，如今，Delta機(jī)器人已經(jīng)發(fā)展成為自動化生產(chǎn)及智能制造的核心工業(yè)裝備，廣泛應(yīng)用于食品、藥品及電子等行業(yè)。但在實際生產(chǎn)作業(yè)的過程中，Delta機(jī)器人的高速運行不可避免的會產(chǎn)生較大振動，這種振動直接影響機(jī)器人性能，降低定位精度，縮短使用壽命。因此，要想辦法加以抑制，盡可能削弱，將不利影響降至最低。

如圖3的現(xiàn)有的動平衡校正裝置示意圖所示，現(xiàn)有的技術(shù)方案是通過增加配重塊101和受電弓102來進(jìn)行力矩的平衡，從而達(dá)到減少振動的效果，其缺點在于：引入了附加機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)的復(fù)雜程度增加，同時也增加了制造成本；生產(chǎn)作業(yè)時，噪聲明顯增大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述存在的問題，提供一種Delta機(jī)器人動平衡的裝置和方法。該裝置和方法不增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度，在Delta機(jī)器人既定工作軌跡和工作節(jié)拍的情況下測試，通過平衡塊位置的調(diào)整，獲得末端執(zhí)行器合適的質(zhì)心位置，從而達(dá)到削弱Delta機(jī)器人工作時振動的目的。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種Delta機(jī)器人動平衡的裝置，其中包括有Delta機(jī)器人、支架、振動分析儀、平衡塊；

Delta機(jī)器人包括基板、三組臂機(jī)構(gòu)和末端執(zhí)行器。每一組臂機(jī)構(gòu)包括一根主動臂、一臺主動臂驅(qū)動電機(jī)、一對相互平行布置的從動臂；所述末端執(zhí)行器具有圓周方向均布的三個輻板，每個輻板中部設(shè)計有用于安裝平衡塊的通孔，從動臂一端通過球關(guān)節(jié)與所述主動臂鉸接，另一端通過球關(guān)節(jié)與所述末端執(zhí)行器鉸接；

基板固定于支架頂端，所述Delta機(jī)器人置于支架內(nèi)部；

振動分析儀具有一個探測頭，所述探測頭吸附于所述支架上；

平衡塊通過所述通孔固定于末端執(zhí)行器上。

優(yōu)選的實施方式，所述通孔為I型通孔，所述平衡塊可以固定在所述I型通孔內(nèi)的任意位置。

優(yōu)選的實施方式，平衡塊的重量規(guī)格有0.5kg、1kg、1.5kg、2kg、2.5kg、3kg、3.5kg、4kg、4.5kg及5kg。

對應(yīng)該Delta機(jī)器人動平衡調(diào)節(jié)的裝置，相應(yīng)有一種Delta機(jī)器人動平衡方法，將不同質(zhì)量的平衡塊安裝于不同I型通孔的不同位置上，Delta機(jī)器人以工作軌跡和工作節(jié)拍運行，分別記錄其振動值，篩選出Delta機(jī)器人在所述工作軌跡和工作節(jié)拍下，振動值小于不安裝平衡塊時振動值的數(shù)據(jù)，并從篩選結(jié)果中確定振動值最小的數(shù)據(jù)；

按照所述數(shù)據(jù)對應(yīng)的平衡塊重量規(guī)格和安裝位置進(jìn)行平衡塊的安裝固定，所述Delta機(jī)器人動平衡振動值最小。

優(yōu)選的實施方式，該Delta機(jī)器人動平衡的方法可以按照以下步驟進(jìn)行：

步驟一：Delta機(jī)器人在不安裝平衡塊的情況下以工作軌跡和工作節(jié)拍運行，通過振動分析儀記錄振動值；

步驟二：根據(jù)平衡塊在I型通孔中的調(diào)整距離，確定三個I型通孔中的平衡塊安裝位置；

步驟三：選擇一重量規(guī)格平衡塊；

步驟四：選擇一安裝位置,將平衡塊安裝固定在所述位置上，Delta機(jī)器人以工作軌跡和工作節(jié)拍運行，通過振動分析儀記錄其振動值；

步驟五：重復(fù)執(zhí)行步驟四，直至所有安裝位置測試完畢，執(zhí)行步驟六；

步驟六：更換不同規(guī)格的平衡塊，執(zhí)行步驟三，直至所有規(guī)格的平衡塊測試完畢，執(zhí)行步驟七；

步驟七：分析記錄數(shù)據(jù)，與不安裝平衡塊時的Delta機(jī)器人振動值對比，篩選出振動值小于不安裝平衡塊時的振動值數(shù)據(jù)，并從篩選數(shù)據(jù)中確定振動值最小的數(shù)據(jù)，執(zhí)行步驟八；

步驟八：按照所述數(shù)據(jù)對應(yīng)的平衡塊重量規(guī)格和安裝位置進(jìn)行平衡塊的安裝固定，在所述的工作軌跡和工作節(jié)拍下，所述Delta機(jī)器人動平衡振動值最小。

優(yōu)選的實施方式，該Delta機(jī)器人動平衡的方法可以按照以下步驟進(jìn)行：

步驟一：Delta機(jī)器人在不安裝平衡塊的情況下以工作軌跡和工作節(jié)拍運行，通過振動分析儀記錄振動情況；

步驟二：根據(jù)平衡塊在I型通孔中的調(diào)整距離，確定三個I型通孔中的平衡塊安裝位置；

步驟三：選擇一安裝位置；

步驟四：選擇一重量規(guī)格平衡塊,將平衡塊安裝固定在所述位置上，Delta機(jī)器人以工作軌跡和工作節(jié)拍運行，通過振動分析儀記錄其振動值；

步驟五：重復(fù)執(zhí)行步驟四，直至所有規(guī)格重量的平衡塊測試完畢，執(zhí)行步驟六；

步驟六：更換不同規(guī)格的平衡塊，執(zhí)行步驟三，直至所有安裝位置測試完畢，執(zhí)行步驟七；

步驟七：分析記錄數(shù)據(jù)，與不安裝平衡塊時的Delta機(jī)器人振動值對比，篩選出振動值小于不安裝平衡塊時的振動值數(shù)據(jù)，并從篩選數(shù)據(jù)中確定振動值最小的數(shù)據(jù)，執(zhí)行步驟八；

步驟8：按照所述數(shù)據(jù)對應(yīng)的平衡塊重量規(guī)格和安裝位置進(jìn)行平衡塊的安裝固定，在所述的工作軌跡和工作節(jié)拍下，所述Delta機(jī)器人動平衡振動值最小。

較優(yōu)的實施方式，所述I型通孔長度在12～18毫米之間，平衡塊在所述I型通孔中每次試驗的調(diào)整距離為6毫米。

該Delta機(jī)器人動平衡的裝置和方法，通過加裝平衡塊及調(diào)整平衡塊的安裝位置，改變Delta機(jī)器人末端執(zhí)行器的質(zhì)心，以達(dá)到削弱Delta機(jī)器人工作時的振動，延長相關(guān)零部件使用壽命的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例及現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見的，下面描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在沒有付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的圖。

圖1是Delta機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是Delta機(jī)器人球關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是現(xiàn)有Delta機(jī)器人動平衡裝置的示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例Delta機(jī)器人動平衡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例1Delta機(jī)器人動平衡方法的流程示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例2Delta機(jī)器人動平衡方法的流程示意圖；

圖7是本發(fā)明實施例的末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)記錄表格。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明部分的實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實施例公開的一種Delta機(jī)器人動平衡裝置，包括Delta機(jī)器人、支架204、平衡塊210。

Delta機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中包括基板201，三組臂機(jī)構(gòu)和末端執(zhí)行器203。每一組臂機(jī)構(gòu)包括一根主動臂202、一臺主動臂驅(qū)動電機(jī)207、一對相互平行布置的從動臂208；電機(jī)207安裝在基板201上，輸出軸與主動臂202的一端連接；所述末端執(zhí)行器具有三個輻板，每個輻板均有用于安裝平衡塊210的I型通孔209，從動臂208一端與所述主動臂202通過球關(guān)節(jié)連接，另一端則與所述末端執(zhí)行器203連接；三組臂機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)一致，末端執(zhí)行器203任一位置均與基板201平行。

從動臂208與主動臂202及末端執(zhí)行器203的連接方式都為鉸接，能構(gòu)成鉸接的連接件有很多種，例如萬向節(jié)、球關(guān)節(jié)、虎克鉸及關(guān)節(jié)軸承等，考慮到Delta機(jī)器人實際運動情況，從動臂208與主動臂202及末端執(zhí)行器203之間存在空間的偏轉(zhuǎn)，因而，本實施例中采用的為球關(guān)節(jié)211，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，球關(guān)節(jié)由關(guān)節(jié)頭10和關(guān)節(jié)窩11構(gòu)成，Delta機(jī)器人運動時，關(guān)節(jié)頭10固定不動，關(guān)節(jié)窩11既可繞關(guān)節(jié)頭10的軸線±360°運動，又可分別繞相互垂直的另外兩軸線作±60°的擺動。本實施例中，主動臂202與從動臂208的連接如圖1的局部放大圖所示，關(guān)節(jié)頭10固定在主動臂202的末端，關(guān)節(jié)窩11一端套在關(guān)節(jié)頭10上，另一端與從動臂208連接；從動臂208與末端執(zhí)行器203的連接如圖1的局部放大圖所示，關(guān)節(jié)頭10固定在末端執(zhí)行器上，關(guān)節(jié)窩11一端套在關(guān)節(jié)頭10上，一端與從動臂208連接。

本實施例中，Delta機(jī)器人動平衡的裝置如圖4所示，支架204一般采用桁架結(jié)構(gòu)，由多根方通聯(lián)接而成。為了提高支架204的穩(wěn)定性，在立柱和橫梁間安裝有加強(qiáng)肋。

所述基板201安裝于支架204頂端，所述Delta機(jī)器人位于支架204內(nèi)部，所述振動分析儀206具有一個探測頭205，所述探測頭205吸附于所述支架204的立柱上；

平衡塊210通過所述I型通孔209安裝于末端執(zhí)行器上。

通孔形狀有多種，為了使得平衡塊210能連續(xù)調(diào)整位置，通孔209的形狀設(shè)計為I型。

所述平衡塊210具有多種固定規(guī)格，分別為0.5kg、1kg、1.5kg、2kg、2.5kg、3kg、3.5kg、4kg、4.5kg及5kg。

對應(yīng)于該Delta機(jī)器人動平衡的裝置，相應(yīng)的有一種Delta機(jī)器人動平衡的方法，其特征在于：將不同規(guī)格的平衡塊安裝于不同I型通孔的不同位置上，Delta機(jī)器人以工作軌跡和工作節(jié)拍運行，記錄其振動情況，并與不安裝平衡塊時Delta機(jī)器人的振動情況對比，篩選出Delta機(jī)器人在所述工作軌跡和工作節(jié)拍下振動情況最為理想的平衡塊質(zhì)量以及平衡塊的位置，從而達(dá)到Delta機(jī)器人動平衡的目的。

圖7為末端執(zhí)行器的俯視圖，該實施例的I型通孔209長度為15毫米，平衡塊210的調(diào)整距離為6毫米。

在具體實施中，可以有兩種實施方法：

圖5示出了實施方法一的工作流程圖，該Delta機(jī)器人動平衡的方法可以按照以下步驟進(jìn)行：

S101：Delta機(jī)器人在不安裝平衡塊的情況下以工作軌跡和工作節(jié)拍運行，通過振動分析儀記錄振動值；

S102：根據(jù)平衡塊在I型通孔中的調(diào)整距離，確定三個I型通孔中的平衡塊安裝位置，如圖7所示的安裝位置序號所示；

S103：選擇一重量規(guī)格平衡塊；

S104：選擇一安裝位置,將平衡塊安裝固定在所述位置上，Delta機(jī)器人以工作軌跡和工作節(jié)拍運行，通過振動分析儀記錄其振動值；

S105：重復(fù)執(zhí)行S104，直至所有安裝位置測試完畢，執(zhí)行S106；

S106：更換不同規(guī)格的平衡塊，執(zhí)行S103，直至所有規(guī)格的平衡塊測試完畢，執(zhí)行S107；

S107：分析記錄數(shù)據(jù)，與不安裝平衡塊時的Delta機(jī)器人振動值對比，篩選出振動值小于不安裝平衡塊時的振動值數(shù)據(jù)，并從篩選數(shù)據(jù)中確定振動值最小的數(shù)據(jù)，執(zhí)行S108；

S108：按照所述數(shù)據(jù)對應(yīng)的平衡塊重量規(guī)格和安裝位置進(jìn)行平衡塊的安裝固定，在所述的工作軌跡和工作節(jié)拍下，所述Delta機(jī)器人動平衡振動值最小。

圖6示出了實施方法二的工作流程圖，該Delta機(jī)器人動平衡的方法可以按照以下步驟進(jìn)行：

S201：Delta機(jī)器人在不安裝平衡塊的情況下以工作軌跡和工作節(jié)拍運行，通過振動分析儀記錄振動情況；

S202：根據(jù)平衡塊在I型通孔中的調(diào)整距離，確定三個I型通孔中的平衡塊安裝位置，如圖7所示的安裝位置序號所示；

S203：選擇一安裝位置；

S204：選擇一重量規(guī)格平衡塊,將平衡塊安裝固定在所述位置上，Delta機(jī)器人以工作軌跡和工作節(jié)拍運行，通過振動分析儀記錄其振動值；

S205：重復(fù)執(zhí)行S204，直至所有規(guī)格重量的平衡塊測試完畢，執(zhí)行S206；

S206：更換不同規(guī)格的平衡塊，執(zhí)行S203，直至所有安裝位置測試完畢，執(zhí)行S207；

S207：分析記錄數(shù)據(jù)，與不安裝平衡塊時的Delta機(jī)器人振動值對比，篩選出振動值小于不安裝平衡塊時的振動值數(shù)據(jù)，并從篩選數(shù)據(jù)中確定振動值最小的數(shù)據(jù)，執(zhí)行S208；

S208：按照所述數(shù)據(jù)對應(yīng)的平衡塊重量規(guī)格和安裝位置進(jìn)行平衡塊的安裝固定，在所述的工作軌跡和工作節(jié)拍下，所述Delta機(jī)器人動平衡振動值最小。

如圖8所示測試數(shù)據(jù)記錄表格。與不安裝平衡塊時的Delta機(jī)器人振動數(shù)據(jù)對比，篩選出振動值小于不安裝平衡塊時振動值的數(shù)據(jù)，并確定出振動值最小時的平衡塊安裝位置和重量規(guī)格，在所述的工作軌跡和工作節(jié)拍下，安裝該重量規(guī)格的平衡塊在所述位置，Delta機(jī)器人動平衡狀態(tài)最為良好。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員為了理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟，可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。該程序可以存儲于一計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)可以包括：只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁盤或光盤等。

以上對本發(fā)明實施例所提供的Delta機(jī)器人動平衡的裝置和方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明僅用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。另外，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。