1.一種基于激光跟蹤儀的工業(yè)機器人性能測量方法,其特征是,包括激光跟蹤儀、計算機和設于機器人上的示教器,計算機分別與激光跟蹤儀和示教器電連接;包括如下步驟:
(1-1)建立機器人工具坐標系;
(1-2)坐標準直;
(1-3)確定機器人測量平面和試驗位姿;
(1-4)選擇距離準確度作為測量項目;
(1-5)激光跟蹤儀測量2個激光靶球的空間位置數(shù)據(jù);
(1-6)計算機計算測量距離和指令距離;
(1-7)計算機輸出距離準確度指標,生成測試報告。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于激光跟蹤儀的工業(yè)機器人性能測量方法,其特征是,所述步驟(1-1)包括如下步驟:
將若干個激光靶球固定在機器人末端的夾具上,選取其中一個靶球作為TCP點,將機器人依次移動至運動空間中不在同一直線上的n個位置,在每個位置處的機器人姿態(tài)均進行變化;
激光跟蹤儀測量TCP點的n組位置數(shù)據(jù)m(i)=(xm(i),ym(i),zm(i)),i=1,2,...,n;
計算機從示教器上讀取n組機器人末端的位姿數(shù)據(jù)p(i)=(x(i),y(i),z(i),a(i),b(i),c(i));
將p(i)用如下矩陣表示:
其中,向量n0(i),o0(i),a0(i),n1(i),o1(i),a1(i),n2(i),o2(i),a2(i)由(a(i),b(i),c(i))唯一確定;
設定x,y,z為TCP點相對機器人末端的三維坐標平移量,則機器人末端轉(zhuǎn)換到TCP點的旋轉(zhuǎn)矩陣T可表示為
利用公式
計算得到xt(i),yt(i),zt(i),其中,TCP點位置數(shù)據(jù)Pt(i)=(xt(i),yt(i),zt(i));
利用公式
|Pt(i)-Pt(j)|=|m(i)-m(j)|,求解x,y,z;i,j=1,2,..n;i≠j;
將x,y,z輸入到機器人示教器上,示教器建立工具坐標系,示教器顯示TCP點的空間位姿數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于激光跟蹤儀的工業(yè)機器人性能測量方法,其特征是,步驟(1-2)包括如下步驟:
將機器人依次移動至運動空間中不在同一直線上的任意n個位置,每個位置處的機器人姿態(tài)均進行變化;
激光跟蹤儀測量n組空間位置數(shù)據(jù)m(i)=(xm(i),ym(i),zm(i)),計算機讀取示教器的位置數(shù)據(jù)p(i)=(x(i),y(i),z(i));
利用公式T=B*A-1計算測量坐標系和機座坐標系之間的轉(zhuǎn)換矩陣T,其中,A-1為矩陣A的逆;
利用公式計算機座坐標系下的位置數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于激光跟蹤儀的工業(yè)機器人性能測量方法,其特征是,步驟(1-3)包括如下步驟:
根據(jù)被測機器人實際工作空間范圍,從GB/T 12642-2013標準提供的4個測試立方體中選擇最合適的測試立方體和測試平面,確定機器人測量平面和試驗位姿。
5.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的基于激光跟蹤儀的工業(yè)機器人性能測量方法,其特征是,步驟(1-5)包括如下步驟:
激光跟蹤儀測量2個激光靶球的位置,得到2個激光靶球的位姿數(shù)據(jù)pt(i1)=(xm(i1),ym(i1),zm(i1),am(i1),bm(i1),cm(i1)),其中i1=1,2;每個激光靶球的位置循環(huán)測量30次,分別得到兩個激光靶球的30組測試數(shù)據(jù)pm(i1,j1),i1=1,2;j1=1,2,...,30。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于激光跟蹤儀的工業(yè)機器人性能測量方法,其特征是,步驟(1-6)包括如下步驟:
(6-1)計算機讀取示教器上的指令位置p(i1)
p(i1)=(xc(i1),yc(i1),zc(i1),ac(i1),bc(i1),cc(i1));
(6-2)計算機計算測量距離
(6-2-1)計算機利用公式
計算2個激光靶球位置距離Dp(j1);
(6-2-2)計算機利用公式計算每個激光
靶球的姿態(tài)距離Da(j1),Db(j1),Dc(j1);
(6-2-3)計算機利用公式計算每個激光靶球的平均距離Avg(Dp),Avg(Da),Avg(Db)和Avg(Dc);
(6-3)計算指令距離
(6-3-1)計算機利用公式
計算位置距離Dcp;
(6-3-2)計算機利用公式計算姿態(tài)距離Dca,Dcb和Dcc;
(6-4)計算機利用公式計算距離準確度指標ADp、ADb和ADc。