关于机器人标定,还有这些内幕你必须知道
共 2299字,需浏览 5分钟
·
2022-06-17 19:13
点击上方“小白学视觉”,选择加"星标"或“置顶”
重磅干货,第一时间送达
影响机器人本体精度因素分为两大类:运动学因素——加工误差、机械公差/装配误差、减速器精度、减速器空程等;动力学因素——质量、惯性张量、摩擦力、关节柔性、连杆柔性。
机器人本体的实际精度和理论设计模型可能会存在一定的误差。为了使机器人本体达到与理论设计模型一致,提高机器人点精度和轨迹精度或者能够完全以编程设定的动作运动,机器人在装配后需要进行标定工作。
标定一般采用激光跟踪仪、拉线法、20点法等方法。至于采用哪种方法,可以根据企业的资金预算、客户需求及市场定位的要求选择不同的方法。毋庸置疑的是,无论使用哪种方法,对机器人本体企业来说都是成本的增加。
在多数工业机器人应用中,示教再现的编程方式仍然占据主流,这要求机器人具有较好的重复定位精度,对其绝对定位精度则要求不高。
特别是对于主要用于点到点工况的SCARA机器人,在点到点的示教类应用中:比如上下料搬运,起点和终点的位置都是示教出来的,因此对于这类应用,只要编码器、减速器精度足够高即可省去标定工作。
以爱普生G3-351mmSCARA机器人为例:机器人臂展350mm,重复定位精度±0.01,额定负载1kg,最大负载3kg。
表1 爱普生SCARA机器人技术参数表(图片来自官网)
机器人本体的精度推算其对谐波减速器精度的要求,要想确保350mm臂展重复定位精度±0.01的精度,谐波减速器单向重复定位精度必须控制在11.88角秒。因此需要谐波减速器单向重复定位精度均低于10角秒。
此前,谐波减速器作为国产机器人的“掣肘”被认为精度表现能力与国外品牌相差很大。但事实上,这两年国产谐波减速器发展迅速,甚至已经在部分关键指标上已经赶超国外品牌。
如果以哈默纳克产品的标准品来作为行业标准的话。根据主流减速器厂商产品样册上的指标来看:目前国产品牌,比如绿的品牌产品14、17规格80以上减速比传动精度与哈默纳克标准品精度指标基本一致,但其他规格型号的产品却要低于哈默纳克标准品精度33%~50%。
而日本新宝品牌谐波减速器50减速比25以上规格的传动精度也低于哈默纳克标准品精度33%;但是无论标准品还是特殊品,昊志机电的传动精度均高于哈默纳克产品20%。
图1 减速比50标准品传动精度对比(传动精度值低为优,单位:arc sec,数据摘自厂商样册)
图2 减速比50特殊品传动精度对比(传动精度值低为优,单位:arc sec,数据摘自厂商样册)
图3 减速比≥50标准品传动精度对比(传动精度值低为优,单位:arc sec,数据摘自厂商样册)
从上述影响机器人本体精度的动力学分析发现,关节柔性也是重要影响因素之一。由于谐波减速器是柔性产品,关节柔性主要表现为谐波减速器的柔性即减速器的刚性值;谐波减速器的刚性越好,机器人本体精度越高。
同样是以哈默纳科减速器刚性指标作为行业标准。可以看出:日本新宝和苏州绿的产品的刚性仅达到哈默纳克刚性标准的85%左右;而昊志机电产品刚性却为哈默纳克刚性标准的1.1倍。
图4 减速比50刚性对比(单位:×104Nm/rad,数据摘自厂商样册)
图5 减速比≥80刚性对比(单位:×104Nm/rad,数据摘自厂商样册)
未来可期,目前部分国产品牌谐波减速器产品已经达到世界级的精度和寿命。这对于SCARA细分领域大部分客户来说:在无需标定的情况下,机器人本体既可达到超高的重复定位精度要求,又能省去本体厂家的人工成本、设备采购成本及时间成本,同时提升本体厂家的核心竞争力。
好消息!
小白学视觉知识星球
开始面向外开放啦👇👇👇
下载1:OpenCV-Contrib扩展模块中文版教程 在「小白学视觉」公众号后台回复:扩展模块中文教程,即可下载全网第一份OpenCV扩展模块教程中文版,涵盖扩展模块安装、SFM算法、立体视觉、目标跟踪、生物视觉、超分辨率处理等二十多章内容。 下载2:Python视觉实战项目52讲 在「小白学视觉」公众号后台回复:Python视觉实战项目,即可下载包括图像分割、口罩检测、车道线检测、车辆计数、添加眼线、车牌识别、字符识别、情绪检测、文本内容提取、面部识别等31个视觉实战项目,助力快速学校计算机视觉。 下载3:OpenCV实战项目20讲 在「小白学视觉」公众号后台回复:OpenCV实战项目20讲,即可下载含有20个基于OpenCV实现20个实战项目,实现OpenCV学习进阶。 交流群
欢迎加入公众号读者群一起和同行交流,目前有SLAM、三维视觉、传感器、自动驾驶、计算摄影、检测、分割、识别、医学影像、GAN、算法竞赛等微信群(以后会逐渐细分),请扫描下面微信号加群,备注:”昵称+学校/公司+研究方向“,例如:”张三 + 上海交大 + 视觉SLAM“。请按照格式备注,否则不予通过。添加成功后会根据研究方向邀请进入相关微信群。请勿在群内发送广告,否则会请出群,谢谢理解~