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多軸機(jī)器人導(dǎo)軌直線度&平行度快速檢測與調(diào)整指導(dǎo)_API公司
閱讀：75 發(fā)布時(shí)間：2023-11-5工業(yè)機(jī)器人服務(wù)人類生產(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)了一臺名為Unimate的工業(yè)機(jī)器人，并應(yīng)用于通用汽車的生產(chǎn)車間，完成撿拾、放置的重復(fù)工作，自此，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、重復(fù)的流程性作業(yè)。[1]
越來越多種類和功能的工業(yè)機(jī)器人，開始被設(shè)計(jì)制造出來并服務(wù)于人類的生產(chǎn)。
工業(yè)機(jī)器人第七軸檢測需求
伴隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷升級、以及功能的不斷豐富，擁有更多的軸向，可以賦予機(jī)器人更多的靈活度，以及增加機(jī)器人的工作范圍，固而現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人除了各旋轉(zhuǎn)軸外，還增加了第七軸，也常被稱為工業(yè)機(jī)器人的“行走系統(tǒng)"或“行走軸"。
[1] 《中國制造2025 – 高檔數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人》，2018年5月，楊正澤，山東科學(xué)技術(shù)出版社。
工業(yè)機(jī)器人的第七軸通常是由導(dǎo)軌系統(tǒng)構(gòu)成，采取地軸或天軸的方式，負(fù)載機(jī)器人或工作臺，實(shí)現(xiàn)“行走"的功能。由于在整個(gè)系統(tǒng)中，第七軸處于較為“根基"的部位，并起到承載的作用，其制造和調(diào)整精度以及穩(wěn)定性，就在一定程度上影響到整個(gè)機(jī)器人工作系統(tǒng)的工作精度和狀態(tài)。
故而，對于工業(yè)機(jī)器人第七軸的制造和調(diào)整精度往往有著的標(biāo)準(zhǔn)，對其檢測需求也非常嚴(yán)苛 – 需要使用微米級高精密檢測手段，對其導(dǎo)軌的直線度、平行度，以及結(jié)合導(dǎo)軌間的高差進(jìn)行綜合評價(jià)，從而確保整套系統(tǒng)工作的流暢性和穩(wěn)定性。
圖1：Radian激光跟蹤儀（從左至右：Plus/Pro/Core型號）
激光跟蹤儀導(dǎo)軌檢測方案
激光跟蹤儀，作為大尺寸精密測量的代表性儀器，已被越來越廣泛地應(yīng)用于各制造領(lǐng)域。其具有可以在大尺度范圍內(nèi)以微米級別的測量精度對待測目標(biāo)實(shí)施3D/6D精準(zhǔn)測量的檢測能力，已在各制造領(lǐng)域的測量檢測環(huán)節(jié)中得到充分驗(yàn)證。
激光跟蹤儀對于導(dǎo)軌直線度、平行度的檢測，快速高效。只需將其架設(shè)在待測導(dǎo)軌周邊合適的位置，使用靶球配合其實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌數(shù)據(jù)的采集，即可在測量軟件中自動分析出所需檢測數(shù)據(jù)并出具報(bào)告。
測量時(shí)，操作者手持激光跟蹤儀SMR靶球，跟蹤儀會射出激光至靶球中心鎖定并實(shí)時(shí)跟蹤靶球位置；操作者使用靶球觸碰待測位置并短暫停留，跟蹤儀即會高速采集該點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并反饋至測量軟件進(jìn)行分析。
具體操作，我們將結(jié)合以下使用API品牌Radian激光跟蹤儀對某型號工業(yè)機(jī)器人第七軸導(dǎo)軌進(jìn)行檢測和調(diào)整的應(yīng)用實(shí)例圖文，分步解析。
圖2：Radian激光跟蹤儀機(jī)器人導(dǎo)軌檢測現(xiàn)場
圖3：使用SMR靶球配合激光跟蹤儀在導(dǎo)軌上采集數(shù)據(jù)
Radian激光跟蹤儀工業(yè)機(jī)器人導(dǎo)軌檢測應(yīng)用實(shí)例
待測項(xiàng)目：
1、 工業(yè)機(jī)器人導(dǎo)軌直線度；
2、 兩導(dǎo)軌的平行度；
3、 導(dǎo)軌現(xiàn)場調(diào)整與復(fù)測。
檢測過程：
1、 對于導(dǎo)軌直線度的檢測分析
① 將Radian激光跟蹤儀架設(shè)在待測導(dǎo)軌周邊合適的位置，開機(jī)；
② 操作者使用跟蹤儀SMR靶球沿導(dǎo)軌依次在預(yù)先計(jì)劃的采集位置進(jìn)行觸碰并做短暫停留（請參考圖3示意）；
③ Radian激光跟蹤儀在靶球穩(wěn)定停留間隙，以1000Hz（1000點(diǎn)/秒）的采集速率高速采集該位置空間坐標(biāo)三維數(shù)據(jù)；
④ Radian跟蹤儀將數(shù)據(jù)快速發(fā)送至位于筆記本電腦端的測量軟件，保存并實(shí)時(shí)在界面上顯示；
⑤ 待所有位置的點(diǎn)的空間坐標(biāo)采集完畢，即可在軟件中，使用這些點(diǎn)構(gòu)建理論直線，并以直線為基準(zhǔn)計(jì)算分析出導(dǎo)軌直線度誤差偏差；
⑥ *檢測導(dǎo)軌高低方向（ZZ）直線度時(shí)，可在導(dǎo)軌上方平面采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析（請參考圖4示意）；
⑦ *檢測導(dǎo)軌水平方向（YY）直線度時(shí)，可在導(dǎo)軌側(cè)面采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析（請參考圖5示意）。
圖4：高低方向直線度數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集（左）&軟件分析（右）
圖5：水平方向直線度數(shù)據(jù)現(xiàn)場采集（左）&軟件分析（右）
2、對于導(dǎo)軌平行度的檢測分析
與導(dǎo)軌直線度的檢測類似，依以上步驟分別采集兩條導(dǎo)軌的數(shù)據(jù)，即可在軟件中根據(jù)數(shù)據(jù)自動計(jì)算分析出兩導(dǎo)軌間平行度的誤差。
圖6：調(diào)裝功能應(yīng)用現(xiàn)場
3、導(dǎo)軌現(xiàn)場調(diào)整與復(fù)測
除精準(zhǔn)測量評價(jià)導(dǎo)軌直線度、平行度誤外，還可借助Radian激光跟蹤儀在現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)軌的實(shí)時(shí)調(diào)整。
操作者可將靶球穩(wěn)置于導(dǎo)軌后，呼出“調(diào)裝"功能。此時(shí)，Radian激光跟蹤儀可實(shí)時(shí)將靶球位置三維坐標(biāo)通過人機(jī)交互界面?zhèn)鬟f給操作者，并根據(jù)設(shè)定的范圍數(shù)據(jù)提示調(diào)整方向和幅值。（請參考圖6示意）
圖7：使用跟蹤儀配合API-RMS機(jī)器人測量軟件對機(jī)器人性能指標(biāo)進(jìn)行測量分析
更多Radian激光跟蹤儀機(jī)器人檢測應(yīng)用
除本文案例中對機(jī)器人導(dǎo)軌進(jìn)行檢測評估外，Radian激光跟蹤儀還可在機(jī)器人檢測領(lǐng)域的更多環(huán)節(jié)得到應(yīng)用，包括但不限于：位姿準(zhǔn)確度和重復(fù)性檢測、多方向位姿準(zhǔn)確度變動、距離準(zhǔn)確度和重復(fù)性、位置穩(wěn)定時(shí)間和超調(diào)量、位姿漂移特征、互換性、軌跡準(zhǔn)確度和重復(fù)性、重定向軌跡準(zhǔn)確度、拐角偏差、軌跡速度特征、最小定位時(shí)間、靜態(tài)柔順性、擺動偏差等，亦可配合API-RMS機(jī)器人測量軟件快速高效完成機(jī)器人的檢測標(biāo)定。
圖8：API公司總部大樓（美國馬里蘭州羅克韋爾）
關(guān)于API
API品牌由Kam Lau博士在1987年創(chuàng)立于美國馬里蘭州的羅克韋爾，是激光跟蹤儀的，同時(shí)持有多項(xiàng)測量科技的，是精密測量科技領(lǐng)域的者；API自成立以來，始終致力于機(jī)械制造領(lǐng)域精密測量儀器和高性能傳感器的研發(fā)和生產(chǎn)，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于世界各國的*制造領(lǐng)域，并在坐標(biāo)測量和機(jī)床性能測試的高精度標(biāo)準(zhǔn)方面處于地位。