工业机器人性能测试仪分辨率及位置精度的分析

本文介绍了工业机器人测试系统的发展现状及性能测试仪的工作原理。通过对一种接触式机器人运动精度测试仪的测试分辨率及测试精度的分析,证明了该测试仪具有较高的位置测量精度,完全可以满足一般工业机器人位置精度的测量。     

微装配并联机器人MicaboF2运动精度测量

德国布伦瑞克工业大学机床及加工技术研究所(IWF)开发了一套专门用于微装配作业的混合式并联机器人系统MicaboF2.为了评价该机器人的装配精度,按照欧洲国际标准EN ISO 9283建立了一套用于测量机器人精度的测试系统,测试了机器人的4个性能参量--位置重复性、多方位准确度、位置超调量和位置稳定时间.测量结果证明该机器人满足微装配的作业要求.     

基于空间距离模型评定工业机器人位置误差

通常评定工业机器人位置误差需要从激光跟踪仪测量系统的坐标系至机器人基础坐标系进行空间坐标变换。由于变换的精度难以确定,导致测量工业机器人的位置精度降低。为了避免这种现象,将空间坐标系的变换替换为由使用激光跟踪仪测量空间点得出的空间距离值来衡量工业机器人的位置误差。由此建立工业机器人的空间距离模型,去除空间坐标变换带来的误差影响,将位置准确度的评定误差由原先的0.0055mm提高至0.0024mm。     

工业机器人位置精度的三维测试

本文介绍了对工业机器人位置精度进行三维测试的原理、装置、测试方法以及位置精度的计算,测试系统的静态标定等方面内容。     

工业机器人空间位置精度预测模型研究

预测工业机器人空间位置精度对高精度加工具有重要影响,分析影响其空间位置精度的因素,提出一种考虑结构参数误差及关节刚度、摩擦特性参数的空间位置精度预测模型。应用激光跟踪仪辨识工业机器人结构参数与名义值间存在的偏差,分析关节转角偏差随工况的变化,提出关节刚度和关节摩擦参数辨识方法,在ADAMS环境下建立空间位置精度预测模型。以UR5机器人为实验对象,API激光跟踪仪为测量仪器对其空间位置精度进行测量,与预测模型输出结果进行对比,实验结果表明,该模型可准确预测工业机器人空间位置精度,预测精度可达0.5mm。     

一种基于位姿反馈的工业机器人定位补偿方法

为了提高工业机器人的绝对定位精度,提出了一种基于末端位姿闭环反馈的机器人精度补偿方法。该方法通过激光跟踪仪测量实时跟踪机器人末端靶标点的位置来监测机器人末端的位姿,并通过对靶标点的实际位置和理论位置进行匹配获得机器人末端的位姿偏差。工业机器人系统与激光跟踪测量系统通过局域网进行数据通信,并根据位姿偏差数据对机器人末端的位姿进行修正。最后通过实验对基于末端位姿闭环反馈的机器人精度补偿方法进行验证,实验表明,经过位姿闭环反馈补偿后机器人末端位置误差最大幅度可以降低到0.05mm,姿态误差最大幅度可以降低到0.012°。     

机器人制造陶瓷原型系统的研究

提出了采用工业机器人快速制造陶瓷熔射原型的方法。利用建立的数字化检测平台,测试机器人的点位置重复精度、直线轨迹位置精度和轨迹重复精度,找到其精度特性;建立NC代码与机器人代码的转换公式,得到了生成合适的机器人铣削路径代码的算法和CAM软件;根据机器人的精度特性和合适的加工路径,实际加工了用于熔射制模的陶瓷型熔射原型,验证了机器人制造系统的可行性。     

基于MEMS陀螺仪和加速度计的动态倾角传感器

仿人形机器人各关节的姿态及重心位置是其步态控制研究的关键.为了获得这些姿态数据,设计了一种基于MEMS陀螺仪和加速度计的低成本动态倾角传感器,利用卡尔曼滤波算法将陀螺仪和加速度计输出的数据进行滤波融合,解决了加速度计因机器人的线性加速度而无法准确测量其动态倾角、陀螺仪因存在漂移等而长时间测量精度不高的问题.实际测试结果表明,所设计的传感器能够测量动态倾角并具有较高的精度,可以满足仿人形机器人姿态控制的需要.     

考虑测量空间的机器人绝对定位精度标定

相较于机床,工业机器人绝对定位精度较低,难以满足磨削等高精度加工工艺的需求,较大地限制了其应用拓展。针对该问题,本文重点考虑空间测量位置的优化与选择,提出了一种基于距离精度的机器人绝对定位精度标定方法。首先在空间测量位置对于测量精度影响分析的基础上,采用了雅克比矩阵条件数来定量描述机器人运动性能。结合机器人关节运动特征,分别给出了关节空间与末端笛卡尔运动空间内的机器人优化测量位置范围。然后采用MD-H运动学方法构建了机器人绝对定位精度误差模型,引入距离精度方法,通过距离误差计算避免了坐标系转换误差。最后基于KUKA机器人实验平台开展了标定实验,结果表明机器人平均绝对定位误差从标定前的1.191 mm降低到了0.096 mm,有效验证了方法的有效性。     

航空透明件光学角偏差测试仪的光学系统设计

光学角偏差为航空透明件的一个最重要光学性能指标.介绍了一种航空透明件光学角偏差测试仪,其光学系统采用LED光源、双光路、千兆网面阵相机等技术,实现了光学角偏差自动检测,并增加了分辨率检测功能.光斑位置检测为角偏差测试中的关键技术,其判断精度直接决定了仪器的精度.在模板匹配算法的基础上提出了一种新的检测光斑位置的亚像素算法,提高了仪器的测量精度.仪器的角偏差测量范围为±42.6′,测量的绝对误差≤±7″.