ISO9283性能测试

介绍

ISO标准ISO9283:操纵工业机器人-性能标准和相关试验方法描述了评估工业机器人性能的测试。除此之外,它还提供了适当测量机器人位置精度、重复性和路径精度的程序。

根据ISO9283标准,所有测试均应在所谓的ISO测试立方体内进行。ISO测试立方体应为机器人工作空间内可容纳的最大立方体。此外,应在五种不同配置下测量30次位置精度和重复性。众所周知,五种配置均为e不足以为现代机器人提供适当的精度测量。

大多数机器人制造商仅在机器人已校准的情况下提供机器人位置精度,此外,他们使用至少100种不同的配置来提供适当的位置精度统计数据。工业机器人具有高度的可重复性,但不精确;因此,通过标定可以提高工业机器人的精度。

机器人验证ISO9283-图1机器人验证ISO9283-图2

80年代的典型机器人工作空间现代机器人的典型机器人工作空间

然而,ISO9283标准通常用于重复性和路径精度测试,即使机器人尚未校准。

机器人验证ISO9283-图3

建议观看以下显示RoboDK路径精度测试的视频:https://youtu.be/yMQjqAQY1iE.

RoboDK还可用于校准机器人,以及在校准前后测试其性能。最后,RoboDK还可以通过球杆测试来测试机器人校准前后的精度。

要求

安装RoboDK并正确进行机器人路径精度测试,需要满足以下要求:

1.一个或多个工业机器人手臂

2.测量系统:任何激光跟踪仪,如徕卡,API或Faro,或光学三坐标测量机,如Creaform的C-Track立体相机,都可以工作

3.必须安装RoboDK软件,并且需要ISO9283测试的适当许可证。对于网络许可证,需要internet连接才能检查许可证。要为ISO9283性能测试安装或更新RoboDK:

A.亚搏手机版官方登录网站从下载部分下载RoboDK
//www.hi-ks.com/亚搏手机版官方登录网站download

B设置测量系统的驱动程序(Creaform Optical CMM不需要)。
解压并复制适当的文件夹:
API激光跟踪器:
//www.hi-ks.com/亚搏手机版官方登录网站downloads/private/API.zip(奥迪和弧度跟踪器)
法罗激光跟踪器:
//www.hi-ks.com/亚搏手机版官方登录网站downloads/private/Faro.zip(所有法追踪器)
徕卡激光跟踪器:
//www.hi-ks.com/亚搏手机版官方登录网站downloads/private/Leica.zip(所有徕卡跟踪器)
到文件夹:C:/RoboDK/api/


脱机设置

建议在RoboDK(离线设置)中构建真实设置的虚拟环境,为测试准备路径和位置。这可以在安装机器人和跟踪器之前完成,只需使用安装了RoboDK的计算机。RoboDK校准和路径验证设置示例可从以下文件夹下载:亚搏手机版官方登录网站

//www.hi-ks.com/亚搏手机版官方登录网站downloads/calibration/

RoboDK有一个实用程序来生成ISO9283标准规定的配置和推荐路径。要使用此实用程序,请执行以下操作:

1.公用事业创建ISO 9283多维数据集(目标和路径)

2.输入参考关节(刀具面向跟踪器的机器人位置)

3.调整立方体的位置和大小

4.选择OK

这将创建ISO规范描述的5个目标以及路径精度测试建议的路径。这些目标和路径保留在机器人前方的立方体中。我们可以设置所需的立方体侧面以及移动中心(目标“ISO p1”)和将定义路径方向的参考关节。也可以最大化立方体大小,以找到适合机器人工作空间的最大立方体。

机器人验证ISO9283-图4机器人验证ISO9283-图5

下图显示了带有机器人校准和机器人验证选项的样品站。

机器人验证ISO9283-图6

位置精度和重复性

机器人校准期间用于位置精度验证的相同程序也可用于位置精度测试。如果通过同一组点顺序进行测量,也可以获得重复性统计数据。仅执行验证或校准与验证之间的唯一区别在于,第一个选项不需要机器人校准许可证。

要执行这样的验证,你应该选择菜单:

公用事业测试位置精度和重复性(ISO 9283)

机器人验证ISO9283-图7

这些测试需要根据测量参考框架(基座设置)识别机器人基座框架,以及根据机器人法兰(刀具设置)识别工具框架。

完成位置精度和重复性测试后,可以获得PDF报告。


路径精度

要执行路径精度测试,需要使用RoboDK创建一个机器人程序,例如ISO9283创建ISO多维数据集实用程序. 我们可以通过选择程序并按F6(或选择)生成特定于供应商的机器人程序程序生成程序).或者,也可以使用在RoboDK中创建的任何其他程序(如直线、圆或正方形)。

它还需要有一个测量系统,可以跟踪末端执行器的位置,并提供相对于参考框架的位置测量。需要使用RoboDK中的底座设置和工具设置程序(需要执行校准或位置精度测试)来识别机器人底座和工具框架。

测量数据必须在机器人沿着程序移动时采集。应使用测量系统制造商提供的默认软件连续记录测量值。需要将测量值导出为CSV或TXT文件。这些文件必须包含XYZ位置数据以及每次测量的时间戳。或者,这些测量值可以包含工具相对于机器人基座的方向。

机器人验证ISO9283-图8

在RoboDK中启动路径验证项目:

1.选择实用程序测试路径精度、速度和加速度(ISO 9283)

2.从下拉菜单中选择用于验证的程序

3.提供用于测量的参考框架

4.通过选择导入测量数据添加测量数据. 或者,可以将包含测量值的CSV或TXT文件拖放到路径验证窗口。

最后,选择制作PDF报告生成包含有关路径精度、速度和加速度的统计信息和图形的PDF。可以在不同的条件下(不同的速度、不同的成圆/转弯值、不同的有效载荷等)多次运行相同的测试,以比较同一报告中的这些参数。

测量点可以用紫色显示。这些测量值应该与描述机器人必须遵循的理想路径的黄色路径相匹配。RoboDK提供的统计数据是这两种路径之间的差异。

如果未正确定义参考框架,则测量点与黄色路径不匹配。出现这种情况的原因有多种,例如参考系定义不正确或工具定义不同。在这种情况下,选择调整参考将尝试对这两条路径进行最佳拟合,以便提供的统计信息隔离这些偏差。

机器人验证ISO9283-图9

后果

一旦路径精度测试完成,就可以通过选择获得PDF报告制作PDF报告,从Path验证窗口。这将生成一个带有一些关于路径精度、速度和加速的统计数据和图形的PDF。

下面的图片显示了在前几节中准备的样本测试的结果。在这个例子中,ISO9283程序以两种不同的模式运行:

手动模式,速度为75毫米/秒

300 mm/s速度下的自动模式

机器人验证ISO9283 -图10

机器人验证ISO9283 -图11

机器人验证ISO9283 -图12

在本例中,两个程序都是使用精确选择。这意味着机器人将在每一点上停下来,使路径尽可能准确。在这种情况下,沿着路径观察高加速度和高减速是典型的,因为在每条线或圆周运动(角)的末端,速度必须为零。

大多数机器人品牌都提供圆角选项,通过平滑边缘来避免这种效果。例如,ABB将其称为ZoneData并允许指定一个精度区域,其中允许控制器平滑边缘,Fanuc将其称为CNT并允许指定与速度成比例的平滑百分比,KUKA选项提供带有C_DIS标志的$ADVANCE指令,通用机器人允许指定混合半径以平滑边缘)。

因此,路径精度测试允许在保持平滑速度的同时保持接近路径边缘的可接受精度水平之间找到一个很好的折衷方案。

在RoboDK中可以指定舍入参数以及程序速度。为这样的测试编辑一个程序:

1.右键单击程序

2.选择“显示说明”

3.选择第一条或第二条指令

4.选择程序设置舍入指令指定舍入精度的步骤

5.选择程序设定速度指令指定速度的步骤

机器人验证ISO9283 -图13