本發(fā)明涉及機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

多關(guān)節(jié)機(jī)器人是當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域中最常見的工業(yè)機(jī)器人的形態(tài)之一，適合用于諸多工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械自動(dòng)化作業(yè)，比如，自動(dòng)裝配、噴漆、搬運(yùn)、焊接等工作。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提升，多關(guān)節(jié)機(jī)器人已經(jīng)成為自動(dòng)化產(chǎn)線上進(jìn)行精密裝配和運(yùn)輸必不可少的裝置。

重復(fù)定位精度是衡量多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能的重要標(biāo)準(zhǔn)。然而，目前國內(nèi)外的多關(guān)節(jié)機(jī)器人廠家對(duì)于自己生產(chǎn)的多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能參數(shù)尚未形成一個(gè)統(tǒng)一的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，僅在說明書上標(biāo)注例如“重復(fù)定位精度20μm”等數(shù)值，而并未說明該指標(biāo)的測(cè)試是基于何種方式或方法。多關(guān)節(jié)機(jī)器人作為多關(guān)節(jié)構(gòu)成的聯(lián)動(dòng)裝置，多關(guān)節(jié)機(jī)器人本身的移動(dòng)誤差就是多關(guān)節(jié)機(jī)器人各關(guān)節(jié)移動(dòng)誤差的積累，且由于多關(guān)節(jié)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)的路徑、速度、加速度的不同，誤差累積的方式也不同。為了減小多關(guān)節(jié)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)的移動(dòng)誤差，就需要一種特定的裝置對(duì)多關(guān)節(jié)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)的移動(dòng)誤差進(jìn)行檢測(cè)，并通過重復(fù)性測(cè)試的數(shù)據(jù)，測(cè)評(píng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能，以分析多關(guān)節(jié)機(jī)器人最優(yōu)的使用方式，從而為多關(guān)節(jié)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)的路徑規(guī)劃和速度控制提供指導(dǎo)。

現(xiàn)有技術(shù)中并未有相關(guān)的裝置或系統(tǒng)可以為多關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)與多關(guān)節(jié)機(jī)器人移動(dòng)過程中所產(chǎn)生的移動(dòng)誤差之間的關(guān)系提供直觀的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確地測(cè)評(píng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)無法為多關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)與多關(guān)節(jié)機(jī)器人移動(dòng)過程中所產(chǎn)生的移動(dòng)誤差之間的關(guān)系提供直觀的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確地測(cè)評(píng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能的問題。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)，所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人下方設(shè)有機(jī)器人平臺(tái)，所述機(jī)器人平臺(tái)上設(shè)有機(jī)器人控制器，所述機(jī)器人控制器與所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人連接，所述系統(tǒng)包括網(wǎng)口相機(jī)、光學(xué)靶標(biāo)和工控機(jī)；

所述網(wǎng)口相機(jī)與所述工控機(jī)連接，用于根據(jù)接收到的所述工控機(jī)發(fā)送的采集圖像指令，采集所述光學(xué)靶標(biāo)的圖像，之后將所述圖像發(fā)送至所述工控機(jī)；

所述光學(xué)靶標(biāo)固定于所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人的末端，用于在所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人位于測(cè)試位置時(shí)，為所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人提供標(biāo)記點(diǎn)；所述測(cè)試位置位于所述網(wǎng)口相機(jī)的正上方，所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人位于所述測(cè)試位置時(shí)，所述光學(xué)靶標(biāo)位于所述網(wǎng)口相機(jī)的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)，所述光學(xué)靶標(biāo)的靶面與所述網(wǎng)口相機(jī)的鏡頭的鏡面相對(duì)且平行；

所述工控機(jī)一端與所述機(jī)器人控制器連接，另一端與所述網(wǎng)口相機(jī)連接；所述工控機(jī)用于在測(cè)試前，所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人位于所述測(cè)試位置時(shí)，向所述網(wǎng)口相機(jī)發(fā)送采集圖像指令以控制所述網(wǎng)口相機(jī)采集所述光學(xué)靶標(biāo)的圖像，接收根據(jù)所述網(wǎng)口相機(jī)采集的所述光學(xué)靶標(biāo)的圖像，并選取所述圖像內(nèi)的一個(gè)像素點(diǎn)作為標(biāo)記點(diǎn)，并根據(jù)所述標(biāo)記點(diǎn)在所述網(wǎng)口相機(jī)的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)的坐標(biāo)設(shè)定基準(zhǔn)坐標(biāo)；

所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人在所述機(jī)器人控制器的控制下完成多個(gè)測(cè)試周期，所述工控機(jī)用于在每個(gè)所述測(cè)試周期內(nèi)，所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人位于所述測(cè)試位置時(shí)，根據(jù)接收到的所述機(jī)器人控制器發(fā)出的采集圖像請(qǐng)求，向所述網(wǎng)口相機(jī)發(fā)送采集圖像指令以控制所述網(wǎng)口相機(jī)采集所述光學(xué)靶標(biāo)的圖像，接收所述網(wǎng)口相機(jī)采集的圖像，獲取每個(gè)所述測(cè)試周期內(nèi)所述標(biāo)記點(diǎn)在所述網(wǎng)口相機(jī)的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)的當(dāng)前坐標(biāo)，計(jì)算所述基準(zhǔn)坐標(biāo)與每個(gè)所述當(dāng)前坐標(biāo)之間的相對(duì)像素坐標(biāo)差；從而根據(jù)所述多個(gè)測(cè)試周期內(nèi)，所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)與所述坐標(biāo)差之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，測(cè)評(píng)所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能；

所述工控機(jī)在測(cè)試時(shí)向所述機(jī)器人控制器發(fā)送運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制指令，使所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人在所述機(jī)器人控制器的控制下，按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)完成所述多個(gè)測(cè)試周期，每一所述測(cè)試周期內(nèi)，所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人從起始位置經(jīng)過設(shè)定路徑移動(dòng)至所述測(cè)試位置，再經(jīng)過設(shè)定路徑從所述測(cè)試位置返回所述起始位置；每一所述測(cè)試周期內(nèi)，所述機(jī)器人控制器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)不同。

所述基準(zhǔn)坐標(biāo)為某次所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人位于所述測(cè)試位置時(shí)，所述標(biāo)記點(diǎn)在所述網(wǎng)口相機(jī)的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)的一個(gè)初始坐標(biāo)，或者，所述基準(zhǔn)坐標(biāo)為所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人多次運(yùn)動(dòng)至所述測(cè)試位置的時(shí)，所述標(biāo)記點(diǎn)在所述網(wǎng)口相機(jī)的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)對(duì)應(yīng)的多次坐標(biāo)的平均值。

所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人的末端固定有轉(zhuǎn)接板，所述光學(xué)靶標(biāo)與所述轉(zhuǎn)接板剛性連接。

所述光學(xué)靶標(biāo)包括：殼體、設(shè)于所述殼體內(nèi)部的白光LED光源板、設(shè)于所述殼體開口端的漫反射板以及設(shè)于所述殼體開口端且位于所述漫反射板外側(cè)的玻璃靶標(biāo)板。

所述玻璃靶標(biāo)板上印制有平行且相互間隔的多條黑色標(biāo)尺，所述多條黑色標(biāo)尺的精度各不相同；所述精度中的最高精度高于所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人的標(biāo)稱最高精度。

所述白光LED光源板通過所述漫反射板形成均勻光照，透過所述玻璃靶標(biāo)板的玻璃介質(zhì)后，與所述玻璃靶標(biāo)板上的黑色標(biāo)尺在所述網(wǎng)口相機(jī)的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)形成背景亮度一致的靶標(biāo)畫面。

所述工控機(jī)內(nèi)并行運(yùn)行有視覺定位軟件和機(jī)器人控制器軟件；

所述視覺定位軟件經(jīng)第二網(wǎng)口與所述機(jī)器人控制器通過以太網(wǎng)通信，用于接收所述機(jī)器人控制器發(fā)出的采集圖像請(qǐng)求；

所述視覺定位軟件經(jīng)第一網(wǎng)口與所述網(wǎng)口相機(jī)通過以太網(wǎng)通信，用于根據(jù)所述機(jī)器人控制器發(fā)出的采集圖像請(qǐng)求，向所述網(wǎng)口相機(jī)發(fā)送采集圖像指令，以及接收所述網(wǎng)口相機(jī)采集的圖像；

所述機(jī)器人控制器軟件經(jīng)所述第二網(wǎng)口與所述機(jī)器人控制器通過以太網(wǎng)通信，用于向所述機(jī)器人控制器發(fā)送運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制指令。

所述網(wǎng)口相機(jī)固定于檢測(cè)平臺(tái)上，所述檢測(cè)平臺(tái)為平面大理石機(jī)臺(tái)。

所述運(yùn)動(dòng)參數(shù)包括所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)模式、路徑點(diǎn)位和運(yùn)動(dòng)加速度。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)，包括網(wǎng)口相機(jī)、光學(xué)靶標(biāo)以及工控機(jī)；利用網(wǎng)口相機(jī)配合工控機(jī)構(gòu)建相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)，在多關(guān)節(jié)機(jī)器人的末端剛性連接光學(xué)靶標(biāo)，通過記錄多關(guān)節(jié)機(jī)器人在不同運(yùn)動(dòng)參數(shù)下光學(xué)靶標(biāo)在相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)重復(fù)移動(dòng)產(chǎn)生的坐標(biāo)變化，為多關(guān)節(jié)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)參數(shù)與多關(guān)節(jié)機(jī)器人移動(dòng)過程中所產(chǎn)生的坐標(biāo)差之間的關(guān)系提供直觀的數(shù)據(jù)，以測(cè)評(píng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能，并可以通過重復(fù)性測(cè)試的數(shù)據(jù)，分析多關(guān)節(jié)機(jī)器人最優(yōu)的使用方式，從而為后續(xù)的多關(guān)節(jié)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)的路徑規(guī)劃和速度控制提供指導(dǎo)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)的示意圖；

圖2為圖1中的光學(xué)靶標(biāo)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中的工控機(jī)與機(jī)器人控制器以及網(wǎng)口相機(jī)之間的工作原理框圖。

圖中：1-機(jī)器人平臺(tái)；2-機(jī)器人控制器；3-多關(guān)節(jié)機(jī)器人；4-檢測(cè)平臺(tái)；5-相機(jī)光學(xué)支架；6-網(wǎng)口相機(jī)；7-光學(xué)靶標(biāo)；8-工控機(jī)；30-轉(zhuǎn)接板；71-殼體；72-白光LED光源板；73-漫反射板；74-玻璃靶標(biāo)板；81-第一網(wǎng)口；82-第二網(wǎng)口；83-視覺定位軟件；84-機(jī)器人控制器軟件。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)，所述多關(guān)節(jié)機(jī)器人3下方設(shè)有機(jī)器人平臺(tái)1，機(jī)器人平臺(tái)1上設(shè)有機(jī)器人控制器2，機(jī)器人控制器2與多關(guān)節(jié)機(jī)器人3連接，機(jī)器人控制器2用于控制多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)，對(duì)多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的機(jī)臺(tái)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，只要多關(guān)節(jié)機(jī)器人3坐落于機(jī)器人平臺(tái)1上，即可布置本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)，對(duì)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的3的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行測(cè)試。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)的具體組成進(jìn)行說明。

在本實(shí)施例中，本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)包括：

檢測(cè)平臺(tái)4、相機(jī)光學(xué)支架5、網(wǎng)口相機(jī)6、光學(xué)靶標(biāo)7和工控機(jī)8。

其中，檢測(cè)平臺(tái)4可設(shè)于機(jī)器人平臺(tái)1上，用于承載相機(jī)光學(xué)支架5。

進(jìn)一步，檢測(cè)平臺(tái)4可以是小型大理石機(jī)臺(tái)，也可以是其他平面度較高的光學(xué)平臺(tái)，檢測(cè)平臺(tái)4具有較高的平面度，可以在對(duì)多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，提高數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

相機(jī)光學(xué)支架5設(shè)于檢測(cè)平臺(tái)4上，用于固定網(wǎng)口相機(jī)6。

相機(jī)光學(xué)支架5可以包括固定于檢測(cè)平臺(tái)4上的豎桿和與豎桿相連接的橫桿，豎桿與橫桿之間通過一固定套連接，橫桿一端用于固定網(wǎng)口相機(jī)6。

可通過調(diào)節(jié)固定套在豎桿上的高度，以調(diào)節(jié)橫桿的高度，進(jìn)而調(diào)節(jié)網(wǎng)口相機(jī)6的高度?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)橫桿伸出固定套的長(zhǎng)度，以調(diào)節(jié)網(wǎng)口相機(jī)6在水平方向的位置。

網(wǎng)口相機(jī)6固定于相機(jī)光學(xué)支架5上，并與工控機(jī)8連接，用于根據(jù)接收到的工控機(jī)8發(fā)送的采集圖像指令，采集光學(xué)靶標(biāo)7的圖像，之后將圖像發(fā)送至工控機(jī)8。

網(wǎng)口相機(jī)6通常為百萬級(jí)像素，同時(shí)常配置與高分辨率相匹配的鏡頭，并且網(wǎng)口相機(jī)6的以太網(wǎng)接口的使用比較普及且數(shù)據(jù)傳輸特性較好，因此性價(jià)比較高。

光學(xué)靶標(biāo)7固定于多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的末端，用于在多關(guān)節(jié)機(jī)器人3位于測(cè)試位置時(shí)，為多關(guān)節(jié)機(jī)器人3提供標(biāo)記點(diǎn)。

測(cè)試位置位于網(wǎng)口相機(jī)6的正上方，多關(guān)節(jié)機(jī)器人3位于測(cè)試位置時(shí)，光學(xué)靶標(biāo)7位于網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)，光學(xué)靶標(biāo)7的靶面與網(wǎng)口相機(jī)6的鏡頭的鏡面相對(duì)且平行。

具體地，多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的末端固定有轉(zhuǎn)接板30，光學(xué)靶標(biāo)7與轉(zhuǎn)接板30剛性連接。

具體地，光學(xué)靶標(biāo)7包括：殼體71、設(shè)于殼體71內(nèi)部的白光LED光源板72、設(shè)于殼體71開口端的漫反射板73以及設(shè)于殼體71開口端且位于漫反射板73外側(cè)的玻璃靶標(biāo)板74。

其中，殼體71的材料可以是鋁。

玻璃靶標(biāo)板74上印制有平行且相互間隔的多條黑色標(biāo)尺，多條黑色標(biāo)尺的精度各不相同；精度中的最高精度可高于多關(guān)節(jié)機(jī)器人的標(biāo)稱最高精度。

在本實(shí)施例中，精度中的最高精度可以是10μm，黑色標(biāo)尺包括以10μm為最高精度的靶標(biāo)，以與同行業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品最高重復(fù)定位精度保持一致，并逐行放低精度，適應(yīng)不同的精度要求，可根據(jù)實(shí)際需要選擇相應(yīng)精度的黑色標(biāo)尺構(gòu)建標(biāo)記點(diǎn)。

白光LED光源板72可通過漫反射板73形成均勻光照，并透過玻璃靶標(biāo)板74的玻璃介質(zhì)后，與玻璃靶標(biāo)板74上的黑色標(biāo)尺在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)形成背景亮度一致，且對(duì)比度極強(qiáng)的靶標(biāo)畫面，從而有利于圖像的捕捉和后續(xù)標(biāo)記點(diǎn)的構(gòu)建與獲取。

由于光學(xué)靶標(biāo)7是以主動(dòng)光的方式在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)成像，因此成像不易受到周圍雜散光或明暗場(chǎng)的影響，具有一定的光環(huán)境適應(yīng)性。

工控機(jī)8一端與機(jī)器人控制器2連接，另一端與網(wǎng)口相機(jī)6連接，通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與機(jī)器人控制器2和網(wǎng)口相機(jī)6之間的數(shù)據(jù)交互。

工控機(jī)8用于在測(cè)試前，多關(guān)節(jié)機(jī)器人3位于測(cè)試位置時(shí)，向網(wǎng)口相機(jī)6發(fā)送采集圖像指令以控制網(wǎng)口相機(jī)6采集光學(xué)靶標(biāo)7的圖像，接收根據(jù)網(wǎng)口相機(jī)6采集的光學(xué)靶標(biāo)7的圖像，并選取圖像內(nèi)的一個(gè)像素點(diǎn)作為標(biāo)記點(diǎn)，并根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)的坐標(biāo)設(shè)定基準(zhǔn)坐標(biāo)。

多關(guān)節(jié)機(jī)器人3在機(jī)器人控制器2的控制下完成多個(gè)測(cè)試周期，工控機(jī)8用于在每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)，多關(guān)節(jié)機(jī)器人3位于測(cè)試位置時(shí)，根據(jù)接收到的機(jī)器人控制器2發(fā)出的采集圖像請(qǐng)求，向網(wǎng)口相機(jī)6發(fā)送采集圖像指令以控制網(wǎng)口相機(jī)6采集光學(xué)靶標(biāo)7的圖像，接收網(wǎng)口相機(jī)6采集的圖像，獲取每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)標(biāo)記點(diǎn)在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)的當(dāng)前坐標(biāo)，計(jì)算基準(zhǔn)坐標(biāo)與每個(gè)當(dāng)前坐標(biāo)之間的相對(duì)像素坐標(biāo)差；從而根據(jù)多個(gè)測(cè)試周期內(nèi)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)與坐標(biāo)差之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，測(cè)評(píng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能。

同時(shí)，工控機(jī)8在測(cè)試時(shí)向機(jī)器人控制器2發(fā)送運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制指令，使多關(guān)節(jié)機(jī)器人3在機(jī)器人控制器2的控制下，按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)完成多個(gè)測(cè)試周期。

每一測(cè)試周期內(nèi)，多關(guān)節(jié)機(jī)器人3從起始位置經(jīng)過設(shè)定路徑移動(dòng)至測(cè)試位置，再經(jīng)過設(shè)定路徑從測(cè)試位置返回起始位置；每一測(cè)試周期內(nèi)，機(jī)器人控制器2的運(yùn)動(dòng)參數(shù)不同。

在計(jì)算基準(zhǔn)坐標(biāo)與每個(gè)當(dāng)前坐標(biāo)之間的相對(duì)像素坐標(biāo)差時(shí)，基準(zhǔn)坐標(biāo)的設(shè)定方法視具體的位差計(jì)算需求，可以有多種設(shè)定方式。

在本實(shí)施例中，基準(zhǔn)坐標(biāo)可以是某次多關(guān)節(jié)機(jī)器人3位于測(cè)試位置時(shí)，標(biāo)記點(diǎn)在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)的一個(gè)初始坐標(biāo)，也可以是多關(guān)節(jié)機(jī)器人3多次運(yùn)動(dòng)至測(cè)試位置時(shí)，標(biāo)記點(diǎn)在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)對(duì)應(yīng)的多次坐標(biāo)的平均值，此外，也可以按照其他規(guī)則設(shè)定基準(zhǔn)坐標(biāo)。其中，可以根據(jù)實(shí)際需要，在對(duì)應(yīng)精度的黑色標(biāo)尺內(nèi)選取標(biāo)記點(diǎn)。

具體地，工控機(jī)8內(nèi)并行運(yùn)行有視覺定位軟件83和機(jī)器人控制器軟件84。

其中，視覺定位軟件83經(jīng)第二網(wǎng)口82與機(jī)器人控制器2通過以太網(wǎng)通信，用于接收機(jī)器人控制器2發(fā)出的采集圖像請(qǐng)求。

視覺定位軟件83經(jīng)第一網(wǎng)口81與網(wǎng)口相機(jī)6通過以太網(wǎng)通信，用于根據(jù)機(jī)器人控制器2發(fā)出的采集圖像請(qǐng)求，向網(wǎng)口相機(jī)6發(fā)送采集圖像指令，以及接收網(wǎng)口相機(jī)6采集的圖像。

機(jī)器人控制器軟件84經(jīng)第二網(wǎng)口82與機(jī)器人控制器2通過以太網(wǎng)通信，用于向機(jī)器人控制器2發(fā)送運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制指令。

本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)在實(shí)際架設(shè)時(shí)，可通過以下方式對(duì)網(wǎng)口相機(jī)6進(jìn)行調(diào)整。

首先，在多關(guān)節(jié)機(jī)器人3末端通過轉(zhuǎn)接板30固定光學(xué)靶標(biāo)7，在機(jī)器人平臺(tái)1上放置檢測(cè)平臺(tái)4，并利用與檢測(cè)平臺(tái)4有一定垂直精度的相機(jī)光學(xué)支架5固定網(wǎng)口相機(jī)6，調(diào)節(jié)多關(guān)節(jié)機(jī)器人3末端的方位，使光學(xué)靶標(biāo)7進(jìn)入網(wǎng)口相機(jī)6的視場(chǎng)中心。

然后，調(diào)整網(wǎng)口相機(jī)6的光圈和焦距，并通過相機(jī)光學(xué)支架5調(diào)整網(wǎng)口相機(jī)6與光學(xué)靶標(biāo)7的距離，同時(shí)調(diào)節(jié)光學(xué)靶標(biāo)7的亮度，使得光學(xué)靶標(biāo)7在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)里清晰成像。

之后，可利用電子水平尺在網(wǎng)口相機(jī)6下方的檢測(cè)平臺(tái)4的平面上做水平基準(zhǔn)標(biāo)定，再將電子水平尺放置在轉(zhuǎn)接板30背面，調(diào)整多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的姿態(tài)，使得光學(xué)靶標(biāo)7與檢測(cè)平臺(tái)4保持水平。至此，網(wǎng)口相機(jī)6的主光軸與光學(xué)靶標(biāo)7的垂直度已經(jīng)達(dá)到機(jī)械精度。

最后，再對(duì)網(wǎng)口相機(jī)6的焦距和光圈進(jìn)行微調(diào)，并突出光學(xué)靶標(biāo)7上對(duì)比度明顯的特征線段。由于檢測(cè)平臺(tái)4具有較高的平面度，且自身的持重能夠有效吸收多關(guān)節(jié)機(jī)器人3高速移動(dòng)時(shí)對(duì)檢測(cè)平臺(tái)4造成的微振動(dòng)，保證網(wǎng)口相機(jī)6的畫面保持靜止。

本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)的工作過程如下：

測(cè)試前，需要利用光學(xué)靶標(biāo)7構(gòu)建代表多關(guān)節(jié)機(jī)器人3位置的標(biāo)記點(diǎn)，并根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)的坐標(biāo)設(shè)定基準(zhǔn)坐標(biāo)，具體可以為：

通過機(jī)器人控制器2控制多關(guān)節(jié)機(jī)器人3移動(dòng)至測(cè)試位置，通過工控機(jī)8的視覺定位軟件83，向網(wǎng)口相機(jī)6發(fā)送采集圖像指令，以控制網(wǎng)口相機(jī)6采集光學(xué)靶標(biāo)7的圖像。

網(wǎng)口相機(jī)6根據(jù)工控機(jī)8發(fā)送的采集圖像指令，完成對(duì)光學(xué)靶標(biāo)7的圖像的采集，并將圖像發(fā)送至工控機(jī)8的視覺定位軟件83。

工控機(jī)8的視覺定位軟件83接收網(wǎng)口相機(jī)6采集的圖像后，選取圖像內(nèi)的一個(gè)像素點(diǎn)作為標(biāo)記點(diǎn)，基準(zhǔn)坐標(biāo)可以設(shè)定為某次多關(guān)節(jié)機(jī)器人3位于測(cè)試位置時(shí)，標(biāo)記點(diǎn)在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)的一個(gè)初始坐標(biāo)，也可以設(shè)定為多關(guān)節(jié)機(jī)器人3多次運(yùn)動(dòng)至測(cè)試位置時(shí)，標(biāo)記點(diǎn)在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)對(duì)應(yīng)的多次坐標(biāo)的平均值。

需要說明的是，構(gòu)建標(biāo)記點(diǎn)的過程中，可根據(jù)實(shí)際需要選取光學(xué)靶標(biāo)7上相應(yīng)精度的黑色標(biāo)尺，如精度為10μm的黑色標(biāo)尺，然后調(diào)節(jié)網(wǎng)口相機(jī)6的鏡頭焦距和光圈，調(diào)節(jié)網(wǎng)口相機(jī)6的曝光和增益等參數(shù)，確保光學(xué)靶標(biāo)7的精度為10μm的黑色標(biāo)尺在圖像上單個(gè)像素的范疇內(nèi)清晰成像，之后即可選取圖像內(nèi)的一個(gè)像素點(diǎn)作為標(biāo)記點(diǎn)。

利用光學(xué)靶標(biāo)7構(gòu)建代表多關(guān)節(jié)機(jī)器人3位置的標(biāo)記點(diǎn)之后，便可以通過本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)，對(duì)多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行測(cè)評(píng)。

測(cè)試時(shí)，通過工控機(jī)8的機(jī)器人控制器軟件84，向機(jī)器人控制器2發(fā)送運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制指令，使多關(guān)節(jié)機(jī)器人3在機(jī)器人控制器2的控制下，按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)完成多個(gè)測(cè)試周期。

具體地，每一測(cè)試周期內(nèi)，多關(guān)節(jié)機(jī)器人3從起始位置經(jīng)過設(shè)定路徑移動(dòng)至測(cè)試位置，再經(jīng)過設(shè)定路徑從測(cè)試位置返回起始位置，從而完成一次循環(huán)。

其中，運(yùn)動(dòng)參數(shù)可以包括多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)模式、路徑點(diǎn)位和運(yùn)動(dòng)加速度等，并且可以在每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)，通過工控機(jī)8的機(jī)器人控制器軟件84，向機(jī)器人控制器2發(fā)送不同的運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制指令，使多關(guān)節(jié)機(jī)器人3在機(jī)器人控制器2的控制下、按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)完成多個(gè)測(cè)試周期。

進(jìn)一步，在每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)，多關(guān)節(jié)機(jī)器人3位于測(cè)試位置時(shí)，機(jī)器人控制器2會(huì)向工控機(jī)8的視覺定位軟件83發(fā)送采集圖像請(qǐng)求。

工控機(jī)8的視覺定位軟件83根據(jù)接收到的機(jī)器人控制器2發(fā)出的采集圖像請(qǐng)求，向網(wǎng)口相機(jī)6發(fā)送采集圖像指令。

網(wǎng)口相機(jī)6在接收到工控機(jī)8的視覺定位軟件83發(fā)送的采集圖像指令后，采集光學(xué)靶標(biāo)7的圖像，并將圖像發(fā)送至工控機(jī)8的視覺定位軟件83。

工控機(jī)8的視覺定位軟件83接收網(wǎng)口相機(jī)6采集的圖像后，獲取每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)，標(biāo)記點(diǎn)在網(wǎng)口相機(jī)6的相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)內(nèi)的當(dāng)前坐標(biāo)，并計(jì)算基準(zhǔn)坐標(biāo)與每個(gè)當(dāng)前坐標(biāo)之間的相對(duì)像素坐標(biāo)差，從而為多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的運(yùn)動(dòng)參數(shù)與多關(guān)節(jié)機(jī)器人3移動(dòng)過程中所產(chǎn)生的坐標(biāo)差之間的關(guān)系提供直觀的數(shù)據(jù)。可以通過重復(fù)性測(cè)試的數(shù)據(jù)，根據(jù)多個(gè)測(cè)試周期內(nèi)，運(yùn)動(dòng)參數(shù)與坐標(biāo)差之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，測(cè)評(píng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的動(dòng)態(tài)性能，分析多關(guān)節(jié)機(jī)器人3最優(yōu)的使用方式，從而為后續(xù)的多關(guān)節(jié)機(jī)器人3運(yùn)動(dòng)時(shí)的路徑規(guī)劃和速度控制提供指導(dǎo)。

需要說明的是，本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)在實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)系統(tǒng)的基本架構(gòu)，增加網(wǎng)口相機(jī)6的觀測(cè)點(diǎn)，以適應(yīng)特定的檢測(cè)需求。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的多關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)態(tài)性能測(cè)評(píng)系統(tǒng)，包括網(wǎng)口相機(jī)6、光學(xué)靶標(biāo)7以及工控機(jī)8；利用網(wǎng)口相機(jī)6配合工控8機(jī)構(gòu)建相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)，在多關(guān)節(jié)機(jī)器人3末端剛性連接光學(xué)靶標(biāo)7，通過記錄多關(guān)節(jié)機(jī)器人3在不同運(yùn)動(dòng)參數(shù)下光學(xué)靶標(biāo)7在相機(jī)檢測(cè)視場(chǎng)重復(fù)移動(dòng)產(chǎn)生的坐標(biāo)變化，為多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的運(yùn)動(dòng)參數(shù)與多關(guān)節(jié)機(jī)器人3移動(dòng)過程中所產(chǎn)生的坐標(biāo)差之間的關(guān)系提供直觀的數(shù)據(jù)，以測(cè)評(píng)多關(guān)節(jié)機(jī)器人3的動(dòng)態(tài)性能，并可以通過重復(fù)性測(cè)試的數(shù)據(jù)，分析多關(guān)節(jié)機(jī)器人3最優(yōu)的使用方式，從而為后續(xù)的多關(guān)節(jié)機(jī)器人3運(yùn)動(dòng)時(shí)的路徑規(guī)劃和速度控制提供指導(dǎo)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。