一种用于机器人定位精度的测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于机器人定位精度的测试装置，包括测试主体和标准立方体，测试主体包括用于测量的六个激光测距传感器，六个激光测距传感器布置在三个相互垂直的平面内，三个平面上分别设置一个、二个、三个激光测距传感器；六个激光测距传感器通过传感器数据处理模块与通讯模块连接，通讯模块与计算机连接；标准立方体与测试主体相配合完成机器人定位精度的测试。本实用新型专利技术测试装置结构设计合理，采用激光测距原理并利用6点321定位法计算出被测立方体的心点坐标以及方体各平面的姿态变化情况，通过多次测量的坐标位置变化计算出被测机器人的位姿准确度和位姿重复性，以此可提高机器人位姿的准确度。

Testing device for positioning accuracy of robot

The utility model relates to a test device for the positioning accuracy of the robot, including the test subject and the standard cube test includes six main laser ranging sensor is used to measure the six laser ranging sensor arranged in three perpendicular planes, three planes are respectively arranged on one or two or three laser ranging sensor; six laser ranging sensor is connected through the sensor data processing module and communication module, communication module connected with a computer; standard cube and testing main phase with the completion of the robot's positioning accuracy test. The utility model relates to a test device of reasonable structure design, using laser ranging principle and calculates the attitude changes of each measured plane cube heart point coordinate and the square body using the method of 321 position 6 points, by changing the coordinates of multiple measurements to calculate the measured robot pose accuracy and pose repeatability, which can be used to to improve the accuracy of the robot pose.

【技术实现步骤摘要】
一种用于机器人定位精度的测试装置
本技术涉及一种用于机器人定位精度的测试装置，属于机器人

技术介绍
目前，国内外机器人发展迅速，各类机器人产品正大量应用于工业生产中，其中机器人最为关键的几个技术指标包括位姿、距离和轨迹的准确度和重复性，而这几项性能指标又以位姿的准确度和重复性为重，机器人位姿准确度性能的好坏将直接影响到距离和位姿的准确度和重复性。评价一台机器人的位姿准确度性能的优劣，通常使用专门的测试仪进行测试，通过对测试数据的对比分析，判断机器人的性能好坏程度。目前绝大部分机器人厂家使用的测试仪是激光跟踪仪，不仅购买价格昂贵，而且要求操作工有一定的专业技术基础，操作程序也比较复杂，后续部件的维修、更换成本也较高。例如，中国专利文献CN104613872A公开了一种用于测量工业机器人重复定位精度的测试系统，该测试系统为检测装置通过数据采集单元连接到数据处理终端；检测装置为支架滑动杆上设有三个轴向支架，轴向支架上安装有三个激光位移传感器在空间上互异垂直的；在工业机器人到达传感器的测试中心范围时，将三路光线投射到机器人的末端测得工业机器人在空间三坐标轴的位置。虽然该测试系统测量精度较高，但对操作人员的技术要求较高，一般工作人员无法完成操作。因而，本专利技术旨在提供一种携带、使用方便，操作及后期维护容易的机器人定位精度测试装置，能够满足大众机器人厂家使用，且一般技术人员即可进行有效操作，便于大面积推广。
技术实现思路
针对目前市面上推广的激光跟踪仪的存在弊端，本技术提供一种用于机器人定位精度的测试装置。术语解释：点位示教：示教再现是一种可重复再现通过示教编程存储起来的作业程序的机器人。“示教编程”指通过下述方式完成程序的编制:由人工操作示教盒(与控制系统相连接的一种手持装置，用以对机器人进行编程或使之运动)来使机器人完成预期的动作；机器人的每个动作都是有多个空间点位的连续变化来完成，而每个点位都是有示教和示教得来，因此我们将这些点的示教工作简称为点位示教。测试点：工业机器人在本申请点位示教过程中会有多个示教点，但是只有一个示教点可以和测试传感器相接触并使传感器有测试数据输出，因此我们把该点称为测试点。本技术的技术方案如下：一种用于机器人定位精度的测试装置，其特征在于，包括：测试主体，包括用于测量的六个激光测距传感器，六个激光测距传感器布置在三个相互垂直的平面内，三个平面上分别设置一个、二个、三个激光测距传感器，六个激光测距传感器通过传感器数据处理模块与通讯模块连接，通讯模块与计算机连接；标准立方体，与测试主体相配合完成机器人定位精度的测试。优选的，所述测试主体还包括壳体和固定块，六个激光测距传感器设置在固定块上，固定块置于壳体内，壳体顶端开有测试口。优选的，所述测试装置还包括支撑架，支撑架与壳体底部可拆卸式连接。优选的，所述支撑架选用伸缩杆三角架。此设计的好处在于，三角架可以适应多种地面，能够保持测试测试主体的稳定性，保证后续测试结果的准确性。优选的，所述支撑架与壳体底部螺栓连接或卡扣连接。本技术的有益效果在于：本技术测试装置设计巧妙、结构合理，采用激光测距原理并利用6点321定位法计算出被测立方体的心点坐标以及立方体各平面的姿态变化情况，通过多次测量的坐标位置变化计算出被测机器人的位姿准确度和位姿重复性，以此可提高机器人位姿的准确度。本测试装置使用方便，测量过程易于操作，同时测量准确度高，其具有显著效果和良好作用。附图说明图1为本技术中测试主体的结构示意图；图2为本技术中测试主体装入壳体后的结构示意图；图3为本技术中支撑架的结构示意图；图4为本技术测试装置的作业原理图；图5为本技术测试装置的工作状态图；其中：1、激光测距传感器；2、标准立方体；3、固定块；4、壳体；5、支撑架；6、工业机器人；7、机器人底座；8、计算机；9、传感器数据处理模块；10、通讯模块。具体实施方式下面通过实施例并结合附图对本技术做进一步说明，但不限于此。实施例1：如图1至图5所示，本实施例提供一种用于机器人定位精度的测试装置，包括测试主体和标准立方体2两部分，其中：测试主体，包括用于测量的六个激光测距传感器1，六个激光测距传感器1布置在三个相互垂直的平面内，三个平面上分别设置一个、二个、三个激光测距传感器，六个激光测距传感1器通过传感器数据处理模块9与通讯模块10连接，通讯模块10与计算机8连接；六个激光测距传感器1通过固定块3安装固定，固定块3置于一壳体4内，壳体4顶端开有测试口。激光测距传感器1选用基恩士LK-H055，传感器数据处理模块9选用基恩士LK-G5001PV，通讯模块10选用HEXIN工控数据转换器。壳体4上开有穿线孔，壳体4内的激光测距传感器1与外部的传感器数据处理模块9、通讯模块10及计算机8通过串口485总线连接，最终由计算机8内置的软件程序进行数据的处理、计算等。标准立方体2，与测试主体相配合完成机器人定位精度的测试。壳体4的底部连接一支撑架5，支撑架5为伸缩杆三角架，支撑架5与壳体4底部可拆卸式连接，本实施例中支撑架与壳体底部螺栓连接。伸缩杆三角架可以适应多种地面，能够保持测试测试主体的稳定性，保证后续测试结果的准确性。本实施例测试装置的工作原理：本测试装置的测试算法以直角坐标系为基础，采用的是6点321定位，3点定平面(如XY平面)，2点定线(如X轴)，1点定点(如原点)。定了XY平面，再定X轴，则可确定Y轴，Z轴自动确定，最后定原点(XYZ轴的0点)，即可确定直角坐标系。通过各测距仪在坐标系内的相对位置及测距仪测得的平面在距离测距仪坐标平面的距离，计算出标准立方体的中心在坐标系中的变化以及标准立方体各平面在坐标系内的位姿变化，以此可机器人位姿重复性和位姿准确度。本实施例测试装置的具体使用过程如下：(1)将标准立方体安装到机器人末端进行点位示教，将测试点落在测试仪的六个激光测距传感器的测试区域内；(2)任意设置机器人非测试点作为机器人测试时的运动点；(3)首次将标准立方体送入测试口中，激光测距传感器分别测出当前标准立方体所对应的各点数据并传输给计算机，计算机软件自动将根据各点的数据参数用321法计算拟合出立方体在测试装置坐标系内的位姿并计算出立方体的中心；(4)机器人动作将标准立方体带出测试口，并运行到步骤(2)中设置的运动点，然后机器人再运行回到步骤(1)中的测试点，第二次将标准立方体送入测试口中，激光测距传感器分别测出当前标准立方体所对应的各点数据并传输给计算机，计算机软件自动将根据各点的数据参数用321法计算拟合出立方体在测试装置坐标系内的位姿并计算出立方体的中心，并将第二次获得的数据与首次获得的数据相比，得出第二次标准立方体的心点变化量和立方体的位姿变化；(5)依照步骤(4)的方法，机器人多次在运动点和测试点之间动作，多次将标准立方体送入测试口中，每次获得的数据分别与首次获得的数据相比，得出每次标准立方体的心点变化量和立方体的位姿变化。实施例2：一种用于机器人定位精度的测试装置，结构如实施例1所述，其不同之处在于：支撑架5与壳体4底部通过卡扣连接。卡扣连接更为方便，可实现快速拆卸。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机器人定位精度的测试装置，其特征在于，包括：测试主体，包括用于测量的六个激光测距传感器，六个激光测距传感器布置在三个相互垂直的平面内，三个平面上分别设置一个、二个、三个激光测距传感器，六个激光测距传感器通过传感器数据处理模块与通讯模块连接，通讯模块与计算机连接；标准立方体，与测试主体相配合完成机器人定位精度的测试。

【技术特征摘要】
1.一种用于机器人定位精度的测试装置，其特征在于，包括：测试主体，包括用于测量的六个激光测距传感器，六个激光测距传感器布置在三个相互垂直的平面内，三个平面上分别设置一个、二个、三个激光测距传感器，六个激光测距传感器通过传感器数据处理模块与通讯模块连接，通讯模块与计算机连接；标准立方体，与测试主体相配合完成机器人定位精度的测试。2.如权利要求1所述的用于机器人定位精度的测试装置，其特征在于，所述测试主体还...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏渊博，李霞，闫新华，杨益民，
申请(专利权)人：诺伯特智能装备山东有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37