工業(yè)機(jī)器人與現(xiàn)代化生產(chǎn)

從20世紀(jì)50年代開始，工業(yè)機(jī)器人就在人類生產(chǎn)中有了最初的應(yīng)用：基于伺服系統(tǒng)的相關(guān)靈感，工程師Joseph F. Englberger與George Devol共同開發(fā)了一臺(tái)名為Unimate的工業(yè)機(jī)器人带膀，并應(yīng)用于通用汽車的生產(chǎn)車間欣慰，完成撿拾、放置的重復(fù)工作诅订，自此氮栏，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)開始蓬勃發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域代替人類完成很多繁重乡羹、重復(fù)的流程性作業(yè)左蛙。        

由此，越來越多種類和功能的工業(yè)機(jī)器人矫震，開始被設(shè)計(jì)制造出來并服務(wù)于人類的生產(chǎn)裁甘。  

本案例待標(biāo)定工業(yè)機(jī)器人及應(yīng)用需求

本案例中，待標(biāo)定的工業(yè)機(jī)器人為刻字機(jī)器人控屡，其主要任務(wù)就是給制造完成的大型工件產(chǎn)品刻上名牌区蛹、型號(hào)、等文字標(biāo)識(shí)峻维。為保障刻字內(nèi)容整齊美觀艺挽，該刻字機(jī)器人需要在正式使用前進(jìn)行精度標(biāo)定，以滿足應(yīng)用需求桐猬。其中麦撵，具體需求如下：       

 ① 要求機(jī)器人重復(fù)定位精度達(dá)到±0.05mm；   

 ② 客戶要求在1工作日內(nèi)完成本次標(biāo)定任務(wù)以保障生產(chǎn)溃肪。         

API機(jī)器人校準(zhǔn)解決方案

API開發(fā)了一套針對(duì)工業(yè)機(jī)器人各個(gè)性能的免胃、有效的評(píng)估檢測(cè)方案，其中包括：位姿準(zhǔn)確度和重復(fù)性檢測(cè)惫撰、多方向位姿準(zhǔn)確度變動(dòng)羔沙、距離準(zhǔn)確度和重復(fù)性、位置穩(wěn)定時(shí)間和超調(diào)量厨钻、位姿漂移特征撬碟、互換性、軌跡準(zhǔn)確度和重復(fù)性莉撇、重定向軌跡準(zhǔn)確度、拐角偏差惶傻、軌跡速度特征棍郎、最小定位時(shí)間、靜態(tài)柔順性银室、擺動(dòng)偏差恃感，這14項(xiàng)性能檢測(cè)，都可以采用API品牌的Radian激光跟蹤儀配合RMS軟件來實(shí)現(xiàn)螺喂。

 圖1：API品牌Radian系列激光跟蹤儀  

圖2：固定于機(jī)器人末端的激光接收裝置及性能介紹    

源自激光跟蹤儀的精準(zhǔn)測(cè)量

檢測(cè)時(shí)侦需，只需根據(jù)需求在機(jī)器人末端部署相應(yīng)的激光接收裝置（請(qǐng)參考圖2示意）南椒，即可啟動(dòng)激光跟蹤儀，并自動(dòng)完成全套流程的檢測(cè)與評(píng)估坊蕴。

Radian激光跟蹤儀會(huì)射出激光呐取，并將激光鎖定至固定在執(zhí)行機(jī)構(gòu)末端的靶球（或靶標(biāo)）中心，工業(yè)機(jī)器人在其運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)扫觅，激光跟蹤儀會(huì)實(shí)時(shí)記錄下點(diǎn)位坐標(biāo)或軌跡拂炉，并反饋至PC中的RMS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析及評(píng)估。        

通過機(jī)器人真實(shí)運(yùn)動(dòng)位置與其理論位置相比較硅枷，即可得到運(yùn)動(dòng)的偏差旱婚，從而針對(duì)這些偏差進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的標(biāo)定太迈。   

圖3：本案例測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)-1       

本案例中的實(shí)際操作

本案例中针执，由于無需檢測(cè)6自由度（姿態(tài)）數(shù)據(jù)，且無需進(jìn)行軌跡監(jiān)測(cè)围辙，只對(duì)該刻字機(jī)器人定位精度有校準(zhǔn)需求我碟，所以API測(cè)量團(tuán)隊(duì)制定了Radian激光跟蹤儀+高精度靶球（SMR）以及API RMS機(jī)器人檢測(cè)軟件的方案實(shí)施此次標(biāo)定作業(yè)。   

圖4：本案例測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)-2

作業(yè)時(shí)酌畜，工程師將Radian激光跟蹤儀布設(shè)在待測(cè)刻字機(jī)器人周邊合適位置怎囚，將高精度靶球固定于機(jī)器人末端，機(jī)器人按照預(yù)設(shè)程序跑完待測(cè)點(diǎn)位桥胞，在每個(gè)待測(cè)點(diǎn)位停頓時(shí)恳守，Radian激光跟蹤儀即以1000點(diǎn)/秒的測(cè)量速率記錄下該點(diǎn)坐標(biāo)傳輸至軟件端，后與標(biāo)準(zhǔn)值做比較贩虾，得出偏差催烘，完成補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)標(biāo)定缎罢。從設(shè)備布設(shè)到完成標(biāo)定伊群、復(fù)查，用時(shí)不超過1.5小時(shí)策精，完全滿足并大幅優(yōu)于客戶需求標(biāo)準(zhǔn)舰始。

圖5：標(biāo)定前的刻字效果展示      

圖6：標(biāo)定后的刻字效果展示  

結(jié)論

請(qǐng)參考圖5及圖6，為使用Radian激光跟蹤儀標(biāo)定前后求旷，本案例刻字機(jī)器人的刻字表現(xiàn)對(duì)比惶芒。事實(shí)證明，Radian激光跟蹤儀以微米級(jí)別的測(cè)量精度赊手、大尺度的測(cè)量范圍赠搓、簡(jiǎn)潔友好的人機(jī)交互界面等性能及特征，可助力各類工業(yè)機(jī)器人猫乃、協(xié)作機(jī)器人验沮、醫(yī)療機(jī)器人等的診斷與標(biāo)定铣才，精準(zhǔn)與高效兼得！        

圖7：API公司總部大樓

關(guān)于 API

美國(guó)自動(dòng)精密工程公司（API 公司）于1987 年創(chuàng)建牡增，總部位于美國(guó)馬里蘭州的洛克威爾城旱樊。API 公司自成立以來， 始終致力于機(jī)械制造領(lǐng)域精密測(cè)量?jī)x器和高性能傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)肢椅，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于美國(guó)及世界各國(guó)的先進(jìn)制造領(lǐng)域讽椿，并在坐標(biāo)測(cè)量和機(jī)床性能測(cè)試的高精度標(biāo)準(zhǔn)方面處于領(lǐng)先地位。API 公司擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富害唧、能力卓著的工程師隊(duì)伍朗涩，不斷開發(fā)出先進(jìn)的創(chuàng)新性產(chǎn)品，以滿足快速發(fā)展的工業(yè)技術(shù)需求绑改。在美國(guó)聯(lián)邦政府谢床、企業(yè)及科學(xué)研究的諸多項(xiàng)目中，API 公司都是積極參與者和關(guān)鍵技術(shù)伙伴厘线。迄今為止所取得的成就使其在國(guó)際精密測(cè)量領(lǐng)域享有很高的聲譽(yù)识腿。

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（API公司）

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