[发明专利]基于工业机器人内置传感器信号的运动特性检测方法

权利要求书

1.一种基于工业机器人内置传感器信号的运动特性检测方法，其特征在于，包括以下操作：

1)当工业机器人根据机器人控制柜发来的控制指令运动时，数据采集板卡采集工业机器人各个关节伺服电机编码器的信号，读取工业机器人关节伺服电机发给机器人控制柜的位置反馈脉冲数；数据采集板卡将采集的信号发送给计算处理单元对其进行处理，通过位置反馈脉冲数获取电机转角，再通过电机转角与关节转角的减速比，获得各关节转动角度及关节运动信息，还原出工业机器人各关节包括位置、速度在内的运动信息；

2)计算处理单元根据机器人运动学D-H模型，将工业机器人各关节的运动信息经D-H模型中的关节转换矩阵的坐标变换运算，得出工业机器人末端实时点位在工业机器人的基坐标系下的坐标值和运动轨迹；

3)计算处理单元将坐标值和运动轨迹通过显示屏进行三维空间实时显示，从而得到工业机器人末端实时运动轨迹；通过工业机器人末端理论点位与所得坐标值进行比较，给出位置精度信息；

计算处理单元还根据数据采集板卡输送的信号，对机器人单个关节伺服电机的运动动态响应进行分析，并对末端运动误差与关节运动精度的关联性进行分析，用于对单个关节伺服电机与工业机器人末端精度进行优化：

(1)通过机器人控制柜控制机器人一个关节单独运动，得到各个关节的动态响应信息；

(2)通过调整机器人运动速度、负载，得到机器人在不同工况下运动特性；

(3)通过调整机器人运动的插补模式分析机器人运动特性，对于关节伺服驱动进行优化。

2.如权利要求1所述的基于工业机器人内置传感器信号的运动特性检测方法，其特征在于，所述的数据采集板卡通过三通的信号线、机器人控制柜连接机器人各个关节内置传感器，读取内置传感器的编码器，得到各关节电机位置的反馈增量脉冲数；数据采集板卡与计算处理单元通过数据传输线连接。

3.如权利要求1所述的基于工业机器人内置传感器信号的运动特性检测方法，其特征在于，所述的机器人运动学D-H模型中，模型的参数名义值通过查看工业机器人说明书获得，参数的实际值用圆周法或基于距离误差的标定方法求得；

将采集得到的关节位置信息带入D-H模型进行计算，得到工业机器人运动过程中所有的实时末端坐标，在基坐标系下将所有实时末端坐标连接并绘制成实时运动轨迹曲线。

4.如权利要求3所述的基于工业机器人内置传感器信号的运动特性检测方法，其特征在于，在工业机器人运动时，利用激光跟踪仪得到多组工业机器人末端点位值这些点尽量在机器人工作空间均布，通过圆周法或基于距离误差的标定方法解微分运动学方程，得到机器人运动学参数的实际值。

5.如权利要求1所述的基于工业机器人内置传感器信号的运动特性检测方法，其特征在于，将工业机器人的实时运动轨迹曲线与理论运动轨迹曲线进行比较，进行运动特性检测；

将工业机器人的实时运动轨迹曲线分别在x轴、y轴、z轴进行各个方向的运动精度分析。

6.如权利要求1所述的基于工业机器人内置传感器信号的运动特性检测方法，其特征在于，所述的插补模式包括点位运动、直线插补和圆弧插补。