ARTS 5025 工業機器人性能測量與校準系統

背景介紹

隨著機器人技術在各行各業中的廣泛應用，業界對工業機器人的重復定位精度和定位精度要求也越來越高。特別是離線編程技術的發展要求機器人必須具備很高的定位精度。目前的工業機器人重復定位精度都比較高，但是定位精度卻很低，并且每臺機器人的差別較大，嚴重制約了工業機器人的應用范圍。傳統定位方式都采用三維力傳感器進行標定，但是力傳感器由于制造、裝配、貼片誤差，以及電路中量化誤差、干擾等因素影響，其輸入輸出關系與理論計算有一定的偏差，需通過標定實驗來檢測力傳感器的實際性能指標，因此工業機器人性能測量與校準系統對于提高工業機器人定位精度有著極其重要的作用。

譜麥科技自主研發的工業機器人性能測量與校準系統采用激光非接觸測量技術與振動測量設備，實現了對工業機器人運動中六維位姿精度的測量和計算，在國內支持國標《GB/T 12642—2013 工業機器人性能規范及其試驗方法》中所規定性能指標測試及對機器人各軸及末端抖動信號的測量。本系統還包括了工業機器人DH模型參數校準模塊，通過該模塊可提升工業機器人的精度5—10倍，而無須改動其機械部件。并提供國內的重載機器人剛度校準系統。技術水平國內、，在研發過程中獲得發明9項、實用新型5項、軟件著作權5項，2018年被認定為浙江省裝備制造業重點領域（套）產品。

測試指標
靜態特性測試：
位姿準確度和位姿重復性、多方向位姿準確度、距離準確度和距離重復性、位姿特性漂移、互換性 、靜態柔順性
動態特性測試：
位置穩定時間、變動位置超調量、軌跡準確度和軌跡重復性、重復定向軌跡準確度、拐角偏差、軌跡速度特性、最小定位時間、擺動偏差

系統組成
硬件系統組成：激光跟蹤儀、靶球及負載安裝夾具
軟件系統組成：6自由度空間測量軟件、振動信號采集分析軟件、性能測量和分析處理軟件、機器人結構參數校準軟件

為了提高國產工業機器人品質水平，在出廠前必須對其其性能進行檢測；在長期使用過程中也需要對其性能進行檢測。如果檢測結果不合格，就需要通過本系統所包括的工業機器人DH參數校準模塊計算出機器人組裝過程中或者使用過程中形成的各種誤差，把這些誤差導回到控制器里，進行誤差補償。通過校準，快速、準確地提升機器人的精度5-10倍，而無需改動任何機械部件。

激光跟蹤儀性能

旋轉角： ? 水平：360° –無限旋轉 ? 垂直：130°(+77.9°至 -52.1°)–無限旋轉
數據輸出速率： ? 1,000個測量點/秒
工作范圍： ? VantageS：80m ? VantageE：25m
測距性能： ? 分辨率：0.5μm ? 精度 (MPE)：16μm + 0.8μm/m
? 徑向加速度：30m/ ? 徑向速度：> 25m/sec
角度測量性能： ? 角度精度(MPE)：20μm + 5μm/m ? 精密水平儀的精度：± 2角秒
跟蹤性能： ? 角加速度:860°/sec2 (15 rads/sec2) ? 角速度：180°/sec (π rads/sec)
立體彩色相機： ? 視場角：50° ? 分辨率：1920 x 1080p @ 15 fps
激光發射： ? 一級激光：630-640 nm 激光，0.35mW max/cw

系統特點

1）六維姿態動態測量（高精度，高性能，低成本）

2）高精度非接觸式測量（系統精度高達20μm+5μm/m）

3）自動測量，滿足定制化測量需求；中文界面，方便操作

4）校準過程時間短（5-10分鐘）

5）無需建模，操作十分簡便

6）提升機器人精度5-10倍，無需改變機器人任何機械部件

應用價值

（1）ARTS支持所有領域機器人的精度測量。目前擁有六軸關節機器人、碼垛機器人、SCARA機器人、協作機器人以及醫療機器人的校準能力，并且不斷研發新的校準模塊。

（2）對于焊接、裝配、打磨、拋光、視覺識別等高精度應用場景，可以顯著改善機器人定位精度、空間運行姿態的準確性，實現生產系統運行的可靠和穩定。

（3）滿足生產企業質檢部門用于出廠檢驗、品質追溯的需要，減少產品返修率，降低生產成本。同時亦可用于研發部門故障診斷、樣機改進，為企業產品改善提供方法和依據,從而大幅提升機器人企業技術含量和品牌價值。

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