机器人极限制动性能的测试方法、测试装置及测试系统制造方法及图纸

本申请提供了一种机器人极限制动性能的测试方法、测试装置及测试系统，测试方法包括：使用机器人初始的指令减速度和减加速度进行转动测试，并获取测试过程中机器人关节电机指令速度、指令减速度和关节实际电流；当前指令减速度达到预设的减速度阈值并保持预设时长时判断关节电流是否小于或等于关节制动最大电流限制值且二者的差值是否小于或等于差值阈值，如果是，则锁定当前的指令减速度和减加速度；在机器人制动开始后，获取机械臂末端的位置信息；根据位置信息计算机械臂末端的速度；判断机械臂末端的速度是否满足制动完成条件，如果是，则根据机器人制动开始时间确定机器人的制动时间，并根据位置信息确定机器人的制动距离。制动距离。制动距离。

【技术实现步骤摘要】
机器人极限制动性能的测试方法、测试装置及测试系统


[0001]本申请属于机器人测试
，具体涉及一种机器人极限制动性能的测试方法、测试装置及测试系统。

技术介绍

[0002]机器人技术是近代自动控制领域中出现的一项新技术，是现代机械制造领域中一个重要且不可或缺的组成部分，它代表了机电一体化的最高成就。机器人能够显著地提高劳动生产效率，改善产品质量，对实现工业生产机械化和自动化有着极大的促进作用。
[0003]随着机器人的普及，安全性成为机器人的一个重要指标。在遇到紧急情况需要机器人进行快速制动以确保安全时，制动性能就显得尤为重要。
[0004]目前，机器人的制动力来源一般为电机和抱闸，一种制动方式为通过驱动控制电机进行减速来实现制动，另一种制动方式则是直接通过释放制动器以进行机械抱死来实现制动。通过驱动控制电机进行减速来实现制动的方式在电机出力不同时制动距离及制动时间有所不同，导致制动性能测试无法全面覆盖多种工况。

技术实现思路

[0005]为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供了一种机器人极限制动性能的测试方法、测试装置及测试系统。
[0006]根据本申请实施例的第一方面，本申请提供了一种机器人极限制动性能的测试方法，其包括以下步骤：
[0007]根据初始的指令减速度和关节电流值确定当前的指令减速度和减加速度，其具体过程为：
[0008]使用机器人初始的指令减速度和减加速度进行转动测试，并获取测试过程中机器人关节电机指令速度、指令减速度和关节实际电流；
[0009]判断当前指令减速度是否达到预设的减速度阈值并保持预设时长，如果是，则进一步判断关节电流是否小于或等于关节制动最大电流限制值且二者的差值是否小于或等于差值阈值，如果是，则锁定当前的指令减速度和减加速度；
[0010]利用确定的当前的指令减速度和减加速度对机器人极限制动性能进行测试，其具体过程为：
[0011]在机器人制动开始后，获取机械臂末端的位置信息；
[0012]根据位置信息计算机械臂末端的速度；
[0013]判断机械臂末端的速度是否满足制动完成条件，如果是，则根据机器人制动开始时间确定机器人的制动时间，并根据位置信息确定机器人的制动距离。
[0014]上述机器人极限制动性能的测试方法中，如果当前指令减速度小于预设的减速度阈值，则增大减加速度；如果指令减速度大于预设的减速度阈值，则减小减加速度。
[0015]进一步地，如果指令减速度达到预设的减速度阈值所持续的时间小于或等于预设
时长，则增大减加速度；如果指令减速度达到预设的减速度阈值所持续的时间大于预设时长，则减小减加速度。
[0016]上述机器人极限制动性能的测试方法中，如果关节电流大于关节制动最大电流限制值或者关节电流与关节制动最大电流限制值的差值大于差值阈值，则减小当前的指令减速度。
[0017]上述机器人极限制动性能的测试方法中，所述根据位置信息计算机械臂末端的速度的具体过程为：
[0018]确定位置信息的采集频率，以根据位置信息的采集频率确定位置信息的采集时间间隔；
[0019]根据相邻两次采集的位置信息以及采集时间间隔计算机械臂末端的速度；所述机械臂末端的速度为：
[0020]v
t
＝(S
t
‑
S
t
‑1)/t，
[0021]式中，v
t
表示当前速度，S
t
表示当前位置点对应的位置信息，S
t
‑1表示上一个采集到的位置点对应的位置信息，t表示在预设采集频率下采集位置信息的时间间隔。
[0022]进一步地，所述根据机器人制动开始时间确定机器人的制动时间的具体过程为：
[0023]预设位置信息的采集频率，并确定从制动开始至制动结束的时间内采集的位置点的次数；
[0024]根据位置信息的采集频率以及从制动开始至制动结束的时间内采集的位置点的次数，确定机器人的制动时间。
[0025]进一步地，所述根据位置信息确定机器人的制动距离的具体过程为：
[0026]根据从制动开始至制动结束时间段内采集到的位置信息以及位置点的次数，结合微分方程，计算机械臂末端制动轨迹的长度以确定制动距离；
[0027]制动距离为：
[0028]式中，S表示机械臂末端的制动距离；S(i+1)表示第i+2次采集的位置点对应的位置信息；S(i)表示第i+1次采集的位置点对应的位置信息。
[0029]更进一步地，所述机械臂末端制动轨迹包括直线型运动轨迹和/或曲线型运动轨迹。
[0030]根据本申请实施例的第二方面，本申请还提供了一种机器人极限制动性能的测试装置，其采用上述任一项所述的机器人极限制动性能的测试方法，其包括减速度和减加速度确定单元和测试单元，所述减速度和减加速度确定单元用于根据指令减速度和关节电流值确定减速度和减加速度；所述测试单元用于利用锁定的当前的指令减速度和减加速度对机器人极限制动性能进行测试；
[0031]所述减速度和减加速度确定单元包括第一获取模块、第一判断模块和第二判断模块；所述第一获取模块用于获取使用机器人初始的指令减速度和减加速度进行转动测试过程中机器人关节电机指令速度、指令减速度和关节实际电流；所述第一判断模块用于判断当前指令减速度是否达到预设的减速度阈值并保持预设时长；所述第二判断模块用于判断关节电流是否小于或等于关节制动最大电流限制值且关节电流与关节制动最大电流限制值的差值是否小于或等于差值阈值；
[0032]所述测试单元包括获取模块、计算模块以及制动时间和制动距离确定模块；所述
获取模块用于在机器人制动开始后获取机械臂末端的位置信息；所述计算模块用于根据机械臂末端的位置信息计算机械臂末端的速度；所述制动时间和制动距离确定模块用于当机械臂末端的速度速度满足制动完成条件时根据机器人制动开始时间确定机器人的制动时间，并根据位置信息确定机器人的制动距离。
[0033]根据本申请实施例的第三方面，本申请还提供了一种机器人极限制动性能的测试系统，其包括测量靶球、激光跟踪仪和上位机，所述上位机中集成有上述机器人极限制动性能的测试装置；
[0034]机器人的机械臂末端设置有测量靶球，激光跟踪仪用于与测量靶球进行对光以实现测量靶球的轨迹点位置信息的检测；上位机与激光跟踪仪通讯连接，用于获取机器人机械臂末端的位置信息；上位机还与机械臂控制器通讯连接，用于向机械臂控制器发送制动指令和预设速度运行指令。
[0035]根据本申请的上述具体实施方式可知，至少具有以下有益效果：本申请提供的机器人极限制动性能的测试方法、测试装置及测试系统通过调试指令减速度和减加速度，能够利用锁定的当前的指令减速度和减加速度对机器人极限制动性能进行测试，以解决常规制动性能测试无法覆盖极限工况的问题；另外，能够得到电机在减速过程中不同出力情况的制动结果，更好的保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人极限制动性能的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：根据初始的指令减速度和关节电流值确定当前的指令减速度和减加速度，其具体过程为：使用机器人初始的指令减速度和减加速度进行转动测试，并获取测试过程中机器人关节电机指令速度、指令减速度和关节实际电流；判断当前指令减速度是否达到预设的减速度阈值并保持预设时长，如果是，则进一步判断关节电流是否小于或等于关节制动最大电流限制值且二者的差值是否小于或等于差值阈值，如果是，则锁定当前的指令减速度和减加速度；利用确定的当前的指令减速度和减加速度对机器人极限制动性能进行测试，其具体过程为：在机器人制动开始后，获取机械臂末端的位置信息；根据位置信息计算机械臂末端的速度；判断机械臂末端的速度是否满足制动完成条件，如果是，则根据机器人制动开始时间确定机器人的制动时间，并根据位置信息确定机器人的制动距离。2.根据权利要求1所述的机器人极限制动性能的测试方法，其特征在于，如果当前指令减速度小于预设的减速度阈值，则增大减加速度；如果指令减速度大于预设的减速度阈值，则减小减加速度。3.根据权利要求2所述的机器人极限制动性能的测试方法，其特征在于，如果指令减速度达到预设的减速度阈值所持续的时间小于或等于预设时长，则增大减加速度；如果指令减速度达到预设的减速度阈值所持续的时间大于预设时长，则减小减加速度。4.根据权利要求1所述的机器人极限制动性能的测试方法，其特征在于，如果关节电流大于关节制动最大电流限制值或者关节电流与关节制动最大电流限制值的差值大于差值阈值，则减小当前的指令减速度。5.根据权利要求1所述的机器人极限制动性能的测试方法，其特征在于，所述根据位置信息计算机械臂末端的速度的具体过程为：确定位置信息的采集频率，以根据位置信息的采集频率确定位置信息的采集时间间隔；根据相邻两次采集的位置信息以及采集时间间隔计算机械臂末端的速度；所述机械臂末端的速度为：v
t
＝(S
t
‑
S
t
‑1)/t，式中，v
t
表示当前速度，S
t
表示当前位置点对应的位置信息，S
t
‑1表示上一个采集到的位置点对应的位置信息，t表示在预设采集频率下采集位置信息的时间间隔。6.根据权利要求5所述的机器人极限制动性能的测试方法，其特征在于，所述根据机器人制动开始时间确定机器人的制动时间的具体过程为：预设位置信息的采集频率，并确定从制动开始至制动结束的时间内...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨跞，陈宏伟，李羊，朱方正，
申请(专利权)人：中科新松有限公司，
类型：发明
国别省市：