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激光跟蹤儀工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定應(yīng)用

2025-03-13 14:50

工業(yè)機(jī)器人與現(xiàn)代化生產(chǎn)

從20世紀(jì)50年代開始，工業(yè)機(jī)器人就在人類生產(chǎn)中有了最初的應(yīng)用：基于伺服系統(tǒng)的相關(guān)靈感，工程師Joseph F. Englberger與George Devol共同開發(fā)了一臺名為Unimate的工業(yè)機(jī)器人，并應(yīng)用于通用汽車的生產(chǎn)車間，完成撿拾、放置的重復(fù)工作，自此，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)開始蓬勃發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域代替人類完成很多繁重、重復(fù)的流程性作業(yè)。

由此，越來越多種類和功能的工業(yè)機(jī)器人，開始被設(shè)計(jì)制造出來并服務(wù)于人類的生產(chǎn)。

本案例待標(biāo)定工業(yè)機(jī)器人及應(yīng)用需求

本案例中，待標(biāo)定的工業(yè)機(jī)器人為刻字機(jī)器人，其主要任務(wù)就是給制造完成的大型工件產(chǎn)品刻上名牌、型號、等文字標(biāo)識。為保障刻字內(nèi)容整齊美觀，該刻字機(jī)器人需要在正式使用前進(jìn)行精度標(biāo)定，以滿足應(yīng)用需求。其中，具體需求如下：

① 要求機(jī)器人重復(fù)定位精度達(dá)到±0.05mm；

② 客戶要求在1工作日內(nèi)完成本次標(biāo)定任務(wù)以保障生產(chǎn)。

機(jī)器人校準(zhǔn)解決方案

API開發(fā)了一套針對工業(yè)機(jī)器人各個(gè)性能的、有效的評估檢測方案，其中包括：位姿準(zhǔn)確度和重復(fù)性檢測、多方向位姿準(zhǔn)確度變動、距離準(zhǔn)確度和重復(fù)性、位置穩(wěn)定時(shí)間和超調(diào)量、位姿漂移特征、互換性、軌跡準(zhǔn)確度和重復(fù)性、重定向軌跡準(zhǔn)確度、拐角偏差、軌跡速度特征、最小定位時(shí)間、靜態(tài)柔順性、擺動偏差，這14項(xiàng)性能檢測，都可以采用Radian激光跟蹤儀配合RMS軟件來實(shí)現(xiàn)。

源自激光跟蹤儀的精準(zhǔn)測量

檢測時(shí)，只需根據(jù)需求在機(jī)器人末端部署相應(yīng)的激光接收裝置（請參考圖2示意），即可啟動激光跟蹤儀，并自動完成全套流程的檢測與評估。

Radian激光跟蹤儀會射出激光，并將激光鎖定至固定在執(zhí)行機(jī)構(gòu)末端的靶球（或靶標(biāo)）中心，工業(yè)機(jī)器人在其運(yùn)動范圍內(nèi)移動的同時(shí)，激光跟蹤儀會實(shí)時(shí)記錄下點(diǎn)位坐標(biāo)或軌跡，并反饋至PC中的RMS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析及評估。

通過機(jī)器人真實(shí)運(yùn)動位置與其理論位置相比較，即可得到運(yùn)動的偏差，從而針對這些偏差進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的標(biāo)定。

本案例中的實(shí)際操作

本案例中，由于無需檢測6自由度（姿態(tài)）數(shù)據(jù)，且無需進(jìn)行軌跡監(jiān)測，只對該刻字機(jī)器人定位精度有校準(zhǔn)需求，所以API測量團(tuán)隊(duì)制定了Radian激光跟蹤儀+高精度靶球（SMR）以及API RMS機(jī)器人檢測軟件的方案實(shí)施此次標(biāo)定作業(yè)。

作業(yè)時(shí)，工程師將Radian激光跟蹤儀布設(shè)在待測刻字機(jī)器人周邊合適位置，將高精度靶球固定于機(jī)器人末端，機(jī)器人按照預(yù)設(shè)程序跑完待測點(diǎn)位，在每個(gè)待測點(diǎn)位停頓時(shí)，Radian激光跟蹤儀即以1000點(diǎn)/秒的測量速率記錄下該點(diǎn)坐標(biāo)傳輸至軟件端，后與標(biāo)準(zhǔn)值做比較，得出偏差，完成補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)標(biāo)定。從設(shè)備布設(shè)到完成標(biāo)定、復(fù)查，用時(shí)不超過1.5小時(shí)，完全滿足并大幅優(yōu)于客戶需求標(biāo)準(zhǔn)。