The invention belongs to the field of dynamic trajectory accuracy calibration of manipulators, and provides a position accuracy measuring device and method for manipulators. The dynamic trajectory error of the manipulator is measured by means of two orthogonal turntables and a radial telescopic mechanism passing through two rotating centers. A precise standard steel ball fixed at the end point of a radial telescopic mechanism is adsorbed on the magnetic ball seat fixed at the end point of the manipulator. The coordinates of the spatial position of the end point of the manipulator (X, Y, Z) are obtained from the coordinates of the steel ball (R, theta, phi) on the three-dimensional spherical coordinate mechanism through coordinate transformation. The coordinate positions are obtained from the motion instructions of the manipulator. The position error of the end point of the mechanical arm can be obtained by subtracting the position. A three-dimensional spherical coordinate system is formed by integrating azimuth angle, pitch angle and radial length. The precision of the spherical coordinate mechanism is higher than that of the manipulator. The device has the advantages of portability, low cost, good practicability, easy product development and real-time measurement of robot arm error.
【技术实现步骤摘要】
一种机械手臂位置精度测量装置及方法
本专利技术属于机械手臂动态轨迹精度校准领域,涉及机械手臂测量装置及方法。
技术介绍
在具有运动坐标系统的机械中,机械手臂是唯一能够快速进行三维运动的自动化机构。但机械手臂由于关节太多,造成多项误差的累积与传递,致使机械手臂精度普遍不高。目前对于机械手臂的空间位置精度的矫正,是以国际标准ISO9283“操作型工业机器人性能标准和检测方法”中规定的斜面上五点位置法为准则,但不能实现对机械手臂精度的实时检测和补偿。现今所存在的机械手臂精度测量装置以激光跟踪仪为主,而激光跟踪仪价格昂贵。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的问题,本专利技术提出了一种机械手臂位置精度测量装置及方法,采用两个相互正交的转台与一个通过两旋转中心的径向伸缩机构的方式,用于测量机械手臂的动态轨迹误差。利用固定于径向伸缩机构端点的一颗精密标准钢球吸附于固定在机械手臂端点的磁性球座上,手臂端点的空间位置坐标(X,Y,Z)可由三维球坐标机构上的钢球坐标(R,θ,φ)经过坐标转换求得,将此坐标位置与机械手臂的运动指令位置进行相减即可得出机械手臂端点的位置误差。旋转台包含方位(θ)与俯仰(φ)两角度,各由精密的旋转编码器提供转角信息;径向伸缩杆由多节导轨滑块机构构成,径向长度信息可由架设在其上的激光干涉仪提供。集方位角、俯仰角与径向长度于一体可形成一个三维球坐标系统。该球坐标机构的精度高于机械手臂,其可用于测量机械手臂的空间动态轨迹精度。本专利技术的技术方案如下:一种机械手臂位置精度测量装置,包括相互正交的方位角转台和俯仰角转台,每个转台附有角度编码器以读取实际角度 ...
【技术保护点】
1.一种机械手臂位置精度测量装置,其特征在于,包括相互正交的方位角转台和俯仰角转台,每个转台附有角度编码器以读取实际角度;固定于俯仰角转台的径向伸缩机构,该伸缩机构包括通过两转台转动中心点的两支以上滑轨和一支牵引板,牵引板的尾端固定一个标准钢球;还包括位于径向伸缩机构固定端的激光干涉仪,以及固定在伸缩机构自由端的角锥棱镜,用于读取径向伸缩机构实际长度。
【技术特征摘要】
1.一种机械手臂位置精度测量装置,其特征在于,包括相互正交的方位角转台和俯仰角转台,每个转台附有角度编码器以读取实际角度;固定于俯仰角转台的径向伸缩机构,该伸缩机构包括通过两转台转动中心点的两支以上滑轨和一支牵引板,牵引板的尾端固定一个标准钢球;还包括位于径向伸缩机构固定端的激光干涉仪,以及固定在伸缩机构自由端的角锥棱镜,用于读取径向伸缩机构实际长度。2.根据权利要求1所述的机械手臂位置精度测量装置,其特征在于,方位角转台放置于地面上,提供三维球坐标机构的坐标系(X,Y,Z),原点设在方位角转台中心线与地面的交点处,方位角转台的方位角转轴绕Z轴做3600旋转,方位角由转台内的方位角编码器提供,俯仰角转台固定于方位角转轴上方,俯仰角转轴和方位角转轴正交,俯仰角由俯仰角转台内的俯仰角编码器提供;下滑轨固定架固定于俯仰角转轴上,且与俯仰角转轴垂直,下滑轨固定架上方固定两支以上垒叠安装的滑轨,上导轨的滑块上固定牵引板,牵引板自由端固定角锥棱镜,该棱镜面向两转台的转轴交点方向,两转台的转轴交点和角锥棱镜中心点的连线形成球坐标系的径向;在俯仰角转轴上且相对于下滑轨固定架的另一侧固定激光干涉仪调整...
【专利技术属性】
技术研发人员:范光照,娄志峰,田雨辰,徐良,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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