API-Radian激光跟蹤儀與165kg級(jí)雕刻機(jī)器人

上交大-耶魯機(jī)器人開(kāi)發(fā)博士團(tuán)隊(duì)

使用API-Radian激光跟蹤儀標(biāo)定大型機(jī)器人

精英團(tuán)隊(duì)：該機(jī)器人開(kāi)發(fā)精英團(tuán)隊(duì)由多名上海交通大學(xué)以及耶魯大學(xué)畢業(yè)揍诽、在讀博士組成刻撒。其開(kāi)發(fā)領(lǐng)域是面向大尺寸舶衬、高強(qiáng)度的雕刻機(jī)器人領(lǐng)域什湘，包括硬件以及機(jī)器人控制軟件系統(tǒng)长赞。該團(tuán)隊(duì)的研發(fā)能力在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。此次需要標(biāo)定的大型雕刻機(jī)器人闽撤，其雕刻強(qiáng)度達(dá)到了165千克得哆。該開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室坐落在位于中國(guó)山東省青島市的株洲路上，這里云集了國(guó)內(nèi)以及國(guó)外各精英企業(yè)的工廠及研發(fā)中心哟旗。

合作背景

由于團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的大型高強(qiáng)度雕刻機(jī)器人應(yīng)用于精細(xì)雕刻領(lǐng)域贩据，所以其對(duì)標(biāo)定精度的要求也極高。此次測(cè)量热幔，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)希望：

1. 對(duì)機(jī)器人各軸的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行全方位標(biāo)定乐设，并進(jìn)行精度補(bǔ)償；

2. 得到各軸軸線的終端坐標(biāo)，用于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)其新一代大型高強(qiáng)度機(jī)器人控制系統(tǒng)近尚。

   通常來(lái)講蠕啄，對(duì)于大型機(jī)器人的標(biāo)定本身就具有一定難度，而此次待標(biāo)定的用于精細(xì)雕

   刻領(lǐng)域的165千克級(jí)7軸聯(lián)動(dòng)高強(qiáng)度機(jī)器人的標(biāo)定還同時(shí)要求比一般大型機(jī)器人標(biāo)定更高的精度戈锻，這樣的條件使該團(tuán)隊(duì)犯了難艺踪，并四處尋找可完美解決此問(wèn)題的測(cè)量解決方案。該團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人在研讀了API公司豐富的《行業(yè)成功案例》后彬膘，邀請(qǐng)API公司為其提供高品質(zhì)測(cè)量解決方案滚讼。

   機(jī)器人各軸運(yùn)動(dòng)軌跡精密測(cè)量與補(bǔ)償

   該待標(biāo)定機(jī)器人屬于7軸聯(lián)動(dòng)大型雕刻機(jī)器人，因?yàn)槠漭S數(shù)較多绝皇，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜绊域，所以要對(duì)該機(jī)器人進(jìn)行標(biāo)定就必須先要確定其每個(gè)軸的運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常，再進(jìn)行統(tǒng)一聯(lián)動(dòng)狀態(tài)下的最終標(biāo)定呐猴。

   待標(biāo)定165kg級(jí)機(jī)器人7軸位置示意

   對(duì)于該機(jī)器人每個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)軌跡標(biāo)定湘都，API工程師將使用Radian激光跟蹤儀分別在機(jī)器人每一軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)動(dòng)態(tài)掃描取點(diǎn)，Radian每秒3000點(diǎn)的取樣速率可在有限運(yùn)動(dòng)路徑中記錄下眾多運(yùn)動(dòng)軌跡上點(diǎn)的坐標(biāo)常废，隨后用眾多點(diǎn)的坐標(biāo)擬合成圓旱唧，并計(jì)算出圓心，將每一點(diǎn)與圓心連線蝇蝶，從而得到各線段之間的角度關(guān)系（見(jiàn)下圖）恤鞭。隨后，API工程師用Radian激光跟蹤儀測(cè)出的角度數(shù)據(jù)與機(jī)床操作系統(tǒng)中顯示的角度數(shù)據(jù)做比對(duì)危号，計(jì)算出機(jī)器人的減速比調(diào)整值牧愁，最終在控制系統(tǒng)中進(jìn)行補(bǔ)償、提高機(jī)器人的精度葱色。

   Radian測(cè)量機(jī)器人第2軸

   測(cè)量第1軸以及第2軸在測(cè)量軟件中的示意

便捷快速的完美解決方案

“對(duì)于各軸軸線的終端坐標(biāo)的測(cè)量其實(shí)已經(jīng)困擾我們很久了递宅，但是一直沒(méi)有找到一個(gè)很好的解決方法娘香。我們也試過(guò)一些其它的測(cè)量手段苍狰，但是依舊沒(méi)能完全解決問(wèn)題。直到使用了API的Radian激光跟蹤儀烘绽，工程師只是簡(jiǎn)單的畫(huà)了兩個(gè)小圈兒淋昭，就得到了我們想要的數(shù)據(jù)。非常的便捷安接、迅速翔忽，真是太完美了！”團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人孔博士說(shuō)到盏檐。

關(guān)于軸線終端坐標(biāo)的測(cè)量歇式，API的工程師作出了這樣的解決方案：在補(bǔ)償了機(jī)器人每個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)精度后，并在確定了聯(lián)動(dòng)正常的情況下，工程師在每個(gè)軸的不同位置取一固定點(diǎn)材失，然后開(kāi)動(dòng)機(jī)器人分別進(jìn)行掃描取點(diǎn)測(cè)量找塌，通過(guò)軟件將這些點(diǎn)擬合成圓，并將兩個(gè)圓的圓心連接困煤，從而進(jìn)一步計(jì)算出軸線的終端坐標(biāo)鸥萌。（見(jiàn)下圖）

第1軸與第4軸軸線測(cè)量

Active Target主動(dòng)靶標(biāo)使測(cè)量便捷

此次測(cè)量中，API的工程師還使用了API專(zhuān)利的跟蹤儀主動(dòng)靶標(biāo)“Active Target”技蝌。 普通靶球由于人員操作失誤等原因可能造成斷光（激光跟蹤儀射出的激光被阻斷）壹霍，從而中斷測(cè)量。而Active Target不同于普通的靶球伦窜，它始終面對(duì)靶球建鹿，并會(huì)根據(jù)跟蹤儀的位置調(diào)整而自動(dòng)調(diào)整，始終不會(huì)斷光始坝，大幅加快了測(cè)量速度每镀、提升了工作效率。

API-Radian激光跟蹤儀與Active Target活動(dòng)靶標(biāo)

高防塵等級(jí)適用于惡劣工作現(xiàn)場(chǎng)

值得一提的是肢俄，此次測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)還有諸多的各種型號(hào)雕刻克矿、切削用機(jī)器人及機(jī)床，由于各工作單元均處于工作狀態(tài)憎兽，所以現(xiàn)場(chǎng)的灰塵較大冷离，而API的Radian激光跟蹤儀具有高防塵防護(hù)等級(jí)，在這種惡劣的工作現(xiàn)場(chǎng)中仍然可以穩(wěn)定工作纯命，提供完美測(cè)量數(shù)據(jù)西剥。

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