背景介绍

随着机器人技术在各行各业中的广泛应用，业界对工业机器人的重复定位精度和定位精度要求也越来越高。特别是离线编程技术的发展要求机器人必须具备很高的定位精度。目前的工业机器人重复定位精度都比较高，但是定位精度却很低，并且每台机器人的差别较大，严重制约了工业机器人的应用范围。传统定位方式都采用三维力传感器进行标定，但是力传感器由于制造、装配、贴片误差，以及电路中量化误差、干扰等因素影响，其输入输出关系与理论计算有一定的偏差，需通过标定实验来检测力传感器的实际性能指标，因此工业机器人性能测量与校准系统对于提高工业机器人定位精度有着极其重要的作用。

谱麦科技自主研发的工业机器人性能测量与校准系统采用激光非接触测量技术与振动测量设备，实现了对工业机器人运动中六维位姿精度的测量和计算，在国内支持国标《GB/T 12642—2013 工业机器人性能规范及其试验方法》中所规定性能指标测试及对机器人各轴及末端抖动信号的测量。本系统还包括了工业机器人DH模型参数校准模块，通过该模块可提升工业机器人的精度5—10倍，而无须改动其机械部件。并提供国内的重载机器人刚度校准系统。技术水平国内、，在研发过程中获得发明9项、实用新型5项、软件著作权5项，2018年被认定为浙江省装备制造业重点领域（套）产品。

测试指标
静态特性测试：
位姿准确度和位姿重复性、多方向位姿准确度、距离准确度和距离重复性、位姿特性漂移、互换性 、静态柔顺性
动态特性测试：
位置稳定时间、变动位置超调量、轨迹准确度和轨迹重复性、重复定向轨迹准确度、拐角偏差、轨迹速度特性、最小定位时间、摆动偏差

系统组成
硬件系统组成：激光跟踪仪、靶球及负载安装夹具
软件系统组成：6自由度空间测量软件、振动信号采集分析软件、性能测量和分析处理软件、机器人结构参数校准软件

为了提高国产工业机器人品质水平，在出厂前必须对其其性能进行检测；在长期使用过程中也需要对其性能进行检测。如果检测结果不合格，就需要通过本系统所包括的工业机器人DH参数校准模块计算出机器人组装过程中或者使用过程中形成的各种误差，把这些误差导回到控制器里，进行误差补偿。通过校准，快速、准确地提升机器人的精度5-10倍，而无需改动任何机械部件。

激光跟踪仪性能

旋转角： • 水平：360° –无限旋转 • 垂直：130°(+77.9°至 -52.1°)–无限旋转
数据输出速率： • 1,000个测量点/秒
工作范围： • VantageS：80m • VantageE：25m
测距性能： • 分辨率：0.5μm • 精度 (MPE)：16μm + 0.8μm/m
• 径向加速度：30m/ • 径向速度：> 25m/sec
角度测量性能： • 角度精度(MPE)：20μm + 5μm/m • 精密水平仪的精度：± 2角秒
跟踪性能： • 角加速度:860°/sec2 (15 rads/sec2) • 角速度：180°/sec (π rads/sec)
立体彩色相机： • 视场角：50° • 分辨率：1920 x 1080p @ 15 fps
激光发射： • 一级激光：630-640 nm 激光，0.35mW max/cw

系统特点

1）六维姿态动态测量（高精度，高性能，低成本）

2）高精度非接触式测量（系统精度高达20μm+5μm/m）

3）自动测量，满足定制化测量需求；中文界面，方便操作

4）校准过程时间短（5-10分钟）

5）无需建模，操作十分简便

6）提升机器人精度5-10倍，无需改变机器人任何机械部件

应用价值

（1）ARTS支持所有领域机器人的精度测量。目前拥有六轴关节机器人、码垛机器人、SCARA机器人、协作机器人以及医疗机器人的校准能力，并且不断研发新的校准模块。

（2）对于焊接、装配、打磨、抛光、视觉识别等高精度应用场景，可以显著改善机器人定位精度、空间运行姿态的准确性，实现生产系统运行的可靠和稳定。

（3）满足生产企业质检部门用于出厂检验、品质追溯的需要，减少产品返修率，降低生产成本。同时亦可用于研发部门故障诊断、样机改进，为企业产品改善提供方法和依据,从而大幅提升机器人企业技术含量和品牌价值。

软件界面

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