CN106768014A - 工业机器人可靠性综合检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业机器人可靠性综合检测装置。通过轨迹追踪组件可获得工业机器人待检测部位的位置信息，并通过处理器处理得到待检测部位的运动轨迹及速度信息。进一步的，传感组件获取工业机器人的温度信息、振动信息及噪声信息，并通过处理器生成参数列表。因此，上述工业机器人可靠性综合检测装置能实现对工业机器人的运动轨迹、运动速度、温度、振动及噪声控制等多个方面进行检测。处理器处理后的结构可被读取、记录并分析，从而对工业机器人的可靠性进行评估。因此，与传统的只能测试工业机器人某一方面或几方面性能的装置相比，上述工业机器人可靠性综合检测装置基于多传感器信息融合技术，可对工业机器人的可靠性进行全面检测。

Description

工业机器人可靠性综合检测装置

技术领域

本发明涉及机械自动化技术，特别涉及一种工业机器人可靠性综合检测装置。

背景技术

我国是制造业大国，随着工业自动化水平的提高，以工业机器人为核心的自动化生产线将成为主要形式。工业机器人是先进制造业中不可替代的重要装备和手段，工业机器人属于技术含量高、价格相对昂贵的制造装备，这就要求工业机器人不仅在功能达到预定的技术指标，同时也要求这些功能能够稳定地保持，长时间地稳定工作，即要求其具有极高的可靠性水平。

由于工业机器人较多用于自动化生产线，如果其可靠性水平得不到保障、故障频发，将给使用企业和机器人的生产企业带来巨大的损失。首先，工业机器人本身故障将造成生产线停机，给用户企业带来巨大损失，尤其是高度自动化的生产线。例如汽车焊接、汽车喷漆的生产线，一旦发生故障，损失巨大；其次，工业机器人发生故障也给用户带来了高昂的维护成本，如维修人员、备件占用等。

目前，常用的检测装置仅仅只能测试工业机器人某一方面或少数几方面的性能，或仅仅检测工业机器人某一部件的可靠性数据。若需要对机器人进行全面的检测，则需要多个***叠加才能实现。

发明内容

基于此，有必要提供一种能对工业机器人进行比较全面的检测的工业机器人可靠性综合检测装置。

一种工业机器人可靠性综合检测装置，包括：

轨迹追踪组件，包括靶标及激光跟踪仪，所述靶标用于设置于工业机器人的待检测部位，所述激光跟踪仪对所述靶标发出激光信号，以对所述靶标实现追踪，并实时采集所述靶标的位置信息；

传感组件，用于设置于所述工业机器人上，所述传感组件用于获取所述工业机器人的温度信息、振动信息及噪声信息；及

处理器，与所述激光跟踪仪及所述传感组件通讯连接，所述处理器用于对所述位置信息进行处理，获得所述工业机器人待检测部位的运动轨迹、加速度及速度信息，还用于根据温度信息、振动信息及噪声信息生成参数列表。

在其中一个实施例中，所述轨迹追踪组件还包括支架，所述支架包括底座、可转动地安装于所述底座上的U形架，所述激光跟踪仪可转动地安装于所述U形架上，且所述激光跟踪仪的转轴与所述U形架的转轴垂直。

在其中一个实施例中，所述轨迹追踪组件还包括跟踪控制器，所述激光跟踪仪通过所述跟踪控制器与所述处理器通讯连接，所述跟踪控制器用于对所述激光跟踪仪发出的激光信号的波长进行调节。

在其中一个实施例中，还包括与所述跟踪控制器通讯连接的环境检测元件，所述环境检测元件用于获取环境参数，所述跟踪控制器用于根据所述环境参数，对所述激光跟踪仪的激光信号的波长进行调节。

在其中一个实施例中，所述环境检测元件包括环境温度传感器、湿度传感器及气压传感器，所述环境参数包括环境温度、环境湿度及环境气压。

在其中一个实施例中，所述传感组件包括数据采集仪及分别与数据采集仪通讯连接的加速度传感器、温度传感器、噪声传感器，所述数据采集仪与所述处理器通讯连接。

在其中一个实施例中，所述处理器还用于将所述运动轨迹、加速度及速度信息与预设标准轨迹、标准加速度及速度信息进行比对，以及将所述参数列表与预设标准列表进行比对，获得对比结果。

在其中一个实施例中，所述处理器还包括显示模块，所述显示模块用于将所述对比结果进行显示。

上述工业机器人可靠性综合检测装置，通过轨迹追踪组件可获得工业机器人待检测部位的位置信息，并通过处理器处理得到待检测部位的运动轨迹及速度信息。进一步的，传感组件获取工业机器人的温度信息、振动信息及噪声信息，并通过处理器生成参数列表。因此，上述工业机器人可靠性综合检测装置能实现对工业机器人的运动轨迹、运动速度、温度、振动及噪声控制等多个方面进行检测。处理器处理后的结构可被读取、记录并分析，从而对工业机器人的可靠性综合性能进行评估。因此，与传统的只能测试工业机器人某一方面或几方面性能的装置相比，上述工业机器人可靠性综合检测装置基于多传感器信息融合技术，可对工业机器人的包括可靠性在内的多种性能进行全面检测。

附图说明

图1为本发明一个实施例中工业机器人可靠性综合检测装置的结构示意图；

图2为图1所示工业机器人可靠性综合检测装置中传感组件的模块示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明一个实施例中的工业机器人可靠性综合检测装置100包括轨迹追踪组件110、传感组件120及处理器130。

轨迹追踪组件110包括靶标111及激光跟踪仪113。靶标111用于设置于工业机器人101的待检测部位。例如，工业机器人可以是自动焊接机、自动机械臂，则待检测部位分别为自动焊接机的焊接头，以及自动机械臂的前端抓手。

激光跟踪仪113对靶标111发出激光信号，以对靶标111实现追踪。具体的，激光跟踪仪113发出激光信号，激光信号被靶标111反射，激光跟踪仪113接收靶标111反射的激光信号，从而对靶标111进行追踪。激光跟踪仪113实时采集靶标111的位置信息。其中，位置信息可以是预设的空间坐标系中的坐标点。

在本实施例中，轨迹追踪组件110还包括支架115。支架115包括底座1152、可转动地安装于底座1152上的U形架1154。激光跟踪仪113可转动地安装于U形架1154上，且激光跟踪仪113的转轴与U形架1154的转轴垂直。

因此，通过转动U形架1154及激光跟踪仪113，可使激光跟踪仪113对靶标111实现全角度的跟踪。需要指出的是，在其他实施例中，激光跟踪仪113还可通过其他结构，如万向连接器进行安装，只需满足对靶标111的追踪即可。

在本实施例中，轨迹追踪组件110还包括跟踪控制器117，激光跟踪仪113通过跟踪控制器117与处理器130通讯连接，跟踪控制器117用于对激光跟踪仪113发出的激光信号的波长进行调节。

进一步的，在本实施例中，工业机器人可靠性综合检测装置100还包括与跟踪控制器117通讯连接的环境检测元件140，环境检测元件140用于获取环境参数，跟踪控制器117用于根据环境参数，对激光跟踪仪113的激光信号的波长进行调节。

激光跟踪仪113的测量精度与环境条件相关。因此，为保证激光跟踪仪113的跟踪精度，当环境参数发生变化时，需对激光跟踪仪113激光信号的波长进行相应的调节。

具体的，环境检测元件140实时采集环境参数后，并将环境参数反馈给跟踪控制器117。跟踪控制器117根据预设的补偿算法得到调整参数，并进一步的参照调整参数对激光跟踪仪113进行波长的调节，以确保检测的精度。

具体在本实施例中，环境检测元件140包括环境温度传感器(图未示)、湿度传感器(图未示)及气压传感器(图未示)。环境参数包括环境温度、环境湿度及环境气压。可以理解，根据影响激光参数因素的差异，还可选择不同的传感器作为环境检测元件140。其中，跟踪控制器117上预置有信号接口，用于连接传感器。

传感组件120用于设置于工业机器人101上。传感组件120用于获取工业机器人的温度信息、振动信息及噪声信息。

具体的，温度信息包括温度曲线、温升信息。振动信号包含振动频率及振幅。噪声信息包括噪声的分贝值。通过获取以上参数进行分析，便可判断工业机器人101是否存在异常。

请一并参阅图2，在本实施例中，传感组件120包括数据采集仪121及分别与数据采集仪121通讯连接的加速度传感器123、温度传感器125、噪声传感器127，数据采集仪121与处理器130通讯连接。

其中，加速度传感器123、温度传感器125、噪声传感器127均设置于工业机器人101上。加速度传感器123检测工业机器人101的加速度变化，信号采集仪121将加速度的变化转变成振动信息。温度传感器125实时采集温度数据，信号采集仪121处理得到温度曲线及温升信息。噪声传感器127采集工业机器人101在运行过程中的声音信号，信号采集仪121处理得到噪声分贝值。

处理器130与激光跟踪仪113及传感组件120通讯连接。处理器130用于对位置信息进行处理，获得工业机器人101待检测部位的运动轨迹、加速度及速度信息。

通过运动轨迹，可判断待检测部位是否偏移预设轨迹。此外，工业机器人101的工作效果与工作状态相关。例如，自动焊接机在焊接过程中，焊接头必须按照预设轨迹移动，并尽量保持匀速，才可获得分布均匀的焊缝。通过加速度及速度信息，便可判断工业机器人101的待检测部位在移动过程中速度是否均匀，是否存在急停急起的状态。

处理器130还用于根据温度信息、振动信息及噪声信息生成参数列表。通过参数列表，便可获知工业机器人101在运行过程中的振动、噪声控制，以及温度变化是否满足要求。

在本实施例中，处理器130还用于将运动轨迹、加速度及速度信息与预设标准轨迹、标准加速度及速度信息进行比对，以及将参数列表与预设标准列表进行比对，获得对比结果。

预设标准轨迹即工业机器人101运行时，为其待检测部位所设计的运动轨迹。例如，针对自动焊接机，则预设标准轨迹与焊缝的形状相匹配。通过对运动轨迹、加速度及速度信息进行对比，从而可得到待检测部位运动精度。而预设标准列表中则记录工业机器人101正常工作状态时的各项参数，如温度、振动幅度、振动频率及噪声等。

进一步的，在本实施例中，处理器130还包括显示模块(图未示)，显示模块用于将对比结果进行显示。处理器130可以为安装有特定程序的计算机，则显示模块为显示屏。通过显示屏显示对比结果，操作人员便可清晰的观察运动轨迹是否偏离预设标准轨迹；或者参数列表中的各项参数是够满足标准列表中的参数要求。

此外，处理器130上预置有外接接口。通过预置的接口，还可将对比结果打印或输出至其他设备上进行分析或显示。

上述工业机器人可靠性综合检测装置100，通过轨迹追踪组件110可获得工业机器人101待检测部位的位置信息，并通过处理器130处理得到待检测部位的运动轨迹及速度信息。进一步的，传感组件120获取工业机器人101的温度信息、振动信息及噪声信息，并通过处理器130生成参数列表。因此，上述工业机器人可靠性综合检测装置能实现对工业机器人101的运动轨迹、运动速度、温度、振动及噪声控制等多个方面进行检测。处理器130处理后的结构可被读取、记录并分析，从而对工业机器人101的可靠性综合性能进行评估。因此，与传统的只能测试工业机器人某一方面或几方面性能的装置相比，上述工业机器人可靠性综合检测装置100基于多传感器信息融合技术，可对工业机器人101的包括可靠性在内的多种性能进行全面检测。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种工业机器人可靠性综合检测装置，其特征在于，包括：

轨迹追踪组件，包括靶标及激光跟踪仪，所述靶标用于设置于工业机器人的待检测部位，所述激光跟踪仪对所述靶标发出激光信号，以对所述靶标实现追踪，并实时采集所述靶标的位置信息；

传感组件，用于设置于所述工业机器人上，所述传感组件用于获取所述工业机器人的温度信息、振动信息及噪声信息；及

处理器，与所述激光跟踪仪及所述传感组件通讯连接，所述处理器用于对所述位置信息进行处理，获得所述工业机器人待检测部位的运动轨迹、加速度及速度信息，还用于根据温度信息、振动信息及噪声信息生成参数列表。

2.根据权利要求1所述的工业机器人可靠性综合检测装置，其特征在于，所述轨迹追踪组件还包括支架，所述支架包括底座、可转动地安装于所述底座上的U形架，所述激光跟踪仪可转动地安装于所述U形架上，且所述激光跟踪仪的转轴与所述U形架的转轴垂直。

3.根据权利要求1所述的工业机器人可靠性综合检测装置，其特征在于，所述轨迹追踪组件还包括跟踪控制器，所述激光跟踪仪通过所述跟踪控制器与所述处理器通讯连接，所述跟踪控制器用于对所述激光跟踪仪发出的激光信号的波长进行调节。

4.根据权利要求3所述的工业机器人可靠性综合检测装置，其特征在于，还包括与所述跟踪控制器通讯连接的环境检测元件，所述环境检测元件用于获取环境参数，所述跟踪控制器用于根据所述环境参数，对所述激光跟踪仪的激光信号的波长进行调节。

5.根据权利要求4所述的工业机器人可靠性综合检测装置，其特征在于，所述环境检测元件包括环境温度传感器、湿度传感器及气压传感器，所述环境参数包括环境温度、环境湿度及环境气压。

6.根据权利要求1所述的工业机器人可靠性综合检测装置，其特征在于，所述传感组件包括数据采集仪及分别与数据采集仪通讯连接的加速度传感器、温度传感器、噪声传感器，所述数据采集仪与所述处理器通讯连接。

7.根据权利要求1所述的工业机器人可靠性综合检测装置，其特征在于，所述处理器还用于将所述运动轨迹、所述加速度及速度信息与预设标准轨迹、标准加速度及速度信息进行比对，以及将所述参数列表与预设标准列表进行比对，获得对比结果。

8.根据权利要求7所述的工业机器人可靠性综合检测装置，其特征在于，所述处理器还包括显示模块，所述显示模块用于将所述对比结果进行显示。