一种机器人装配检查方法、装置及存储介质

摘要

本发明提供一种机器人装配检查方法、装置及存储介质，所述方法包括：在完成机器人的目标轴机械臂的装配后，控制所述目标轴按照设定参数进行关节运动；采集所述目标轴进行所述关节运动的过程中的电机电流Im；对所述电机电流Im进行FFT变换得到所述电机电流的频谱图；根据所述电机电流的频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常。本发明提供的方案能够通过对目标轴电机电流的定量分析检查机械臂的装配情况，排除了依靠人工经验判断的主观性。

权利要求

1.一种机器人装配检查方法，其特征在于，包括：在完成机器人的目标轴机械臂的装配后，控制所述目标轴按照设定参数进行关节运动；

采集所述目标轴进行所述关节运动的过程中的电机电流Im；

对所述电机电流Im进行FFT变换得到所述电机电流的频谱图；

根据所述电机电流的频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常，包括：根据所述电机电流的频谱图确定所述电机电流的特征倍频幅值Am；

根据所述特征倍频幅值Am确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述特征倍频幅值Am确定所述目标轴机械臂是否装配异常，包括：将所述特征倍频幅值Am与预设幅值As进行比较；

若所述特征倍频幅值Am大于所述预设幅值As，则确定所述机械臂装配异常；

若所述特征倍频幅值Am小于等于所述预设幅值As，则确定所述机械臂装配正常。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，若所述目标轴的传动机构为谐波减速器，则所述特征倍频幅值Am取2倍频幅值。

5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述设定参数，包括：给定速度v、加速度a以及运动范围θs和θe，其中，θs和θe分别为目标轴机械臂的运动起始角度和运动终止角度。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述设定参数，包括：给定速度v、加速度a以及运动范围θs和θe，其中，θs和θe分别为目标轴机械臂的运动起始角度和运动终止角度。

7.一种机器人装配检查装置，其特征在于，包括：控制单元，用于在完成机器人的目标轴机械臂的装配后，控制所述目标轴按照设定参数进行关节运动；

采集单元，用于采集所述目标轴进行所述关节运动的过程中的电机电流Im；

处理单元，用于对所述电机电流Im进行FFT变换得到所述电机电流的频谱图；

确定单元，用于根据所述电机电流的频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元，包括：第一确定子单元，用于根据所述电机电流的频谱图确定所述电机电流的特征倍频幅值Am；

第二确定子单元，用于根据所述特征倍频幅值Am确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二确定子单元，根据所述特征倍频幅值Am确定所述目标轴机械臂是否装配异常，包括：将所述特征倍频幅值Am与预设幅值As进行比较；

若所述特征倍频幅值Am大于所述预设幅值As，则确定所述机械臂装配异常；

若所述特征倍频幅值Am小于等于所述预设幅值As，则确定所述机械臂装配正常。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，若所述目标轴的传动机构为谐波减速器，则所述特征倍频幅值Am取2倍频幅值。

11.根据权利要求7-9任一项所述的装置，其特征在于，所述设定参数，包括：给定速度v、加速度a以及运动范围θs和θe，其中，θs和θe分别为目标轴机械臂的运动起始角度和运动终止角度。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述设定参数，包括：给定速度v、加速度a以及运动范围θs和θe，其中，θs和θe分别为目标轴机械臂的运动起始角度和运动终止角度。

13.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一所述方法的步骤。

说明书

一种机器人装配检查方法、装置及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人装配检查方法、装置及存储介质。

背景技术

[0002] 随着工业自动化行业的快速发展，工业机器人在制造业得到了广泛应用。在工业机器人的制造过程中，现有的机械臂装配基本都是靠人工装配，装配完成后根据运行过程中机械臂产生的振动、噪声等现象对机械臂的配合程度进行进一步调整。若依靠人工经验对机械臂的装配情况进行检查评价，主观影响较大，对机械臂的装配情况评价并不一定准确；若对机械臂进行振动、噪声采集实验后进行分析，则需要专门的振动、噪声采集环境和采集装置，要求较高。因此需要一种简单可靠的方法对工业机器人的装配情况进行检查。

发明内容

[0003] 本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种机器人装配检查方法、装置及存储介质，以解决现有技术中需要一种简单可靠的方法对工业机器人的装配情况进行检查的问题。

[0004] 本发明一方面提供了一种机器人装配检查方法，包括：在完成机器人的目标轴机械臂的装配后，控制所述目标轴按照设定参数进行关节运动；采集所述目标轴进行所述关节运动的过程中的电机电流Im；对所述电机电流Im进行FFT变换得到所述电机电流的频谱图；根据所述电机电流的频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

[0005] 可选地，根据所述频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常，包括：根据所述电机电流的频谱图确定所述电机电流的特征倍频幅值Am；根据所述特征倍频幅值Am确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

[0006] 可选地，根据所述特征倍频幅值Am确定所述目标轴机械臂是否装配异常，包括：将所述特征倍频幅值Am与预设幅值As进行比较；若所述特征倍频幅值Am大于所述预设幅值As，则确定所述机械臂装配异常；若所述特征倍频幅值Am小于等于所述预设幅值As，则确定所述机械臂装配正常。

[0007] 可选地，若所述目标轴的传动机构为谐波减速器，则所述特征倍频幅值Am取2倍频幅值。

[0008] 可选地，所述设定参数，包括：给定速度v、加速度a以及运动范围θs和θe，其中，θs和θe分别为目标轴机械臂的运动起始角度和运动终止角度。

[0009] 本发明另一方面提供了一种机器人装配检查装置，包括：控制单元，用于在完成机器人的目标轴机械臂的装配后，控制所述目标轴按照设定参数进行关节运动；采集单元，用于采集所述目标轴进行所述关节运动的过程中的电机电流Im；处理单元，用于对所述电机电流Im进行FFT变换得到所述电机电流的频谱图；确定单元，用于根据所述电机电流的频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

[0010] 可选地，所述确定单元，包括：第一确定子单元，用于根据所述电机电流的频谱图确定所述电机电流的特征倍频幅值Am；第二确定子单元，用于根据所述特征倍频幅值Am确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

[0011] 可选地，所述第二确定子单元，根据所述特征倍频幅值Am确定所述目标轴机械臂是否装配异常，包括：将所述特征倍频幅值Am与预设幅值As进行比较；若所述特征倍频幅值Am大于所述预设幅值As，则确定所述机械臂装配异常；若所述特征倍频幅值Am小于等于所述预设幅值As，则确定所述机械臂装配正常。

[0012] 可选地，若所述目标轴的传动机构为谐波减速器，则所述特征倍频幅值Am取2倍频幅值。

[0013] 可选地，所述设定参数，包括：给定速度v、加速度a以及运动范围θs和θe，其中，θs和θe分别为目标轴机械臂的运动起始角度和运动终止角度。

[0014] 本发明又一方面提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。

[0015] 根据本发明的技术方案，根据机械臂运动过程中的电机电流进行FFT变换得到电机电流的频谱图，根据频谱图对机械臂装配情况进行判断，从而排除了依靠人工经验判断的主观性，也无需进行繁琐的振动噪声实验。

[0016] 根据本发明的技术方案，在完成机器人的目标轴机械臂的装配后，使目标轴机械臂以给定转速、加速度及运动范围运行，通过采集装配后的机械臂在运行状态下的电机电流，依靠对电流进行FFT变换后得到的电流的倍频幅值检查机械臂的装配情况，排除了依靠人工经验判断的主观性，也无需进行繁琐的振动噪声实验，简单易行，可靠性强。

附图说明

[0017] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0018] 图1是本发明提供的机器人装配检查方法的一实施例的方法示意图；

[0019] 图2为根据本发明实施例的采集的电机电流的随时间变化图；

[0020] 图3是根据所述电机电流的频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常的步骤的流程示意图；

[0021] 图4为传动机构为谐波减速器情况下装配异常和装配正常的电流频谱图的对比图；

[0022] 图5是本发明提供的机器人装配检查方法的一具体实施例的方法示意图；

[0023] 图6是本发明提供的机器人装配检查装置的一实施例的结构示意图；

[0024] 图7是根据本发明实施例的确定单元的一具体实施方式的结构框图。

具体实施方式

[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0026] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0027] 本发明提供一种机器人装配检查方法。所述机器人包括工业机器人。所述方法例如可以在计算机中实施。

[0028] 图1是本发明提供的机器人装配检查方法的一实施例的方法示意图。

[0029] 如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述机器人装配检查方法至少包括步骤S110、步骤S120、步骤S130和步骤S140。

[0030] 步骤S110，在完成机器人的目标轴机械臂的装配后，控制所述目标轴按照设定参数进行关节运动。

[0031] 例如，可以通过计算机向机器人发送控制信号，使所述目标轴按照设定参数进行关节运动。所述设定参数具体可以包括：给定速度v、加速度a以及运动范围θs和θe，其中，θs和θe分别为目标轴机械臂的运动起始角度和运动终止角度。给定速度v，加速度a以及机械臂的运动范围θs和θe，使机器人的目标轴进行关节运动。

[0032] 步骤S120，采集所述目标轴进行所述关节运动的过程中的电机电流Im。

[0033] 具体地，可以使用数据采集卡采集目标轴进行关节运动的过程中的电机电流Im。例如，参考图2所示，为根据本发明实施例的采集的电机电流随时间的变化图(横轴为时间，纵轴为电流值)。

[0034] 步骤S130，对所述电机电流Im进行FFT变换得到所述电机电流的频谱图。

[0035] 对所述电机电流Im进行快速傅立叶变换FFT变换后，可以得到所述电机电流的频谱图。

[0036] 步骤S140，根据所述电机电流的频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

[0037] 图3是根据所述电机电流的频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常的步骤的流程示意图。如图3所示，步骤S140具体可以包括步骤S141和步骤S142。结合图3对根据所述电机电流的频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常的步骤进行详细描述。

[0038] 步骤S141，根据所述电机电流的频谱图确定所述电机电流的特征倍频幅值Am。

[0039] 具体地，电流Im的特征倍频幅值Am可以直接从对电流进行FFT变换后得到的频谱图(横轴为频率，纵轴为幅值)中得到。不同的传动机构特征倍频幅值Am所取的倍频倍数可能不同。例如，若目标轴的传动机构为谐波减速器，则所述特征倍频幅值Am取2倍频幅值。

[0040] 特征n倍频即为电机转速对应机械频率的n倍频，例如电机转速r为600r/min，则电机对应的机械转频为 特征n倍频即为10n Hz,假如机器人所用的传动机构为谐波减速器，则根据频谱图确定电流Im的特征2倍频，即20Hz处的幅值。

[0041] 步骤S142，根据所述特征倍频幅值Am确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

[0042] 工业机器人的伺服电机通常与不同的传动机构相连，如减速机、皮带轮等，其在运行时振动数据的特征倍频幅值大小能够反应出机械臂的装配情况是否正常。因机械臂运行过程中的负载变化直接反馈于电机电流，因此电机电流的变化与振动数据一致，其倍频幅值大小也可反应出机械臂的装配情况。

[0043] 具体而言，将所述特征倍频幅值Am与预设幅值As进行比较；若所述特征倍频幅值Am大于所述预设幅值As，即Am＞As，则确定所述机械臂装配异常；若所述特征倍频幅值Am小于等于所述预设幅值As，即Am≤As，则确定所述机械臂装配正常。

[0044] 在装配正常的机器人上执行前述步骤S110～步骤S130后根据得到的电机电流的频谱图获得的装配正常的情况下电机电流的特征n倍频幅值 为避免约束过严格，可以对获得的装配正常的情况下电机电流n倍频幅值 进行适当放大得到预设幅值As，例如，取[0045] 图4所示为传动机构为谐波减速器情况下装配异常和装配正常的电流频谱图的对比以及在2倍频处电流幅值的大小示意图。从图4中可以看出装配异常的2倍频电流幅值Am会远远高于装配正常的二倍频幅值

[0046] 采用本发明实施例，根据倍频幅值的大小对机械臂的装配情况作出判断，可直接根据对目标轴的电机电流的定量分析检查机械臂的装配情况，排除了依靠人工经验判断的主观性，也无需进行繁琐的振动噪声实验，简单易行，可靠性强。

[0047] 为清楚说明本发明技术方案，下面再以一个具体实施例对本发明提供的机器人装配检查方法的执行流程进行描述。

[0048] 图5是本发明提供的机器人装配检查方法的一具体实施例的方法示意图。如图5所示实施例中包括步骤S201～步骤S208。

[0049] 步骤S201，装配机器人的目标轴机械臂。

[0050] 步骤S202，给定速度v，加速度a以及机械臂的运动范围θs和θe，使机器人的目标轴进行关节运动。

[0051] 步骤S203，使用数据采集卡采集目标轴运动过程中的电机电流Im。

[0052] 步骤S204，对采集的电流Im进行FFT变换得到电流Im的频谱图。

[0053] 步骤S205，根据得到的频谱图确定电流Im的特征n倍频幅值Am。

[0054] 步骤S206，比较Am与给定值As的大小，如果Am＞As，则说明机械臂装配异常，执行步骤S207，如果Am≤As，则表示机械臂装配良好，执行步骤S208。

[0055] 步骤S207，如果Am＞As，则说明机械臂装配异常，重新检查调整机械臂后，返回重复步骤S202、步骤S203、步骤S204和步骤S205。

[0056] 步骤S208，如果Am≤As，则表示机械臂装配良好，目标轴机械臂装配结束，继续下一机械臂的装配。

[0057] 本发明还提供一种机器人装配检查装置。所述机器人包括工业机器人。所述装置例如可以在计算机中实施。

[0058] 图6是本发明提供的机器人装配检查装置的一实施例的结构示意图。如图6所示，所述机器人装配检查装置100包括控制单元110、采集单元120、处理单元130和确定单元140。

[0059] 控制单元110用于在完成机器人的目标轴机械臂的装配后，控制所述目标轴按照设定参数进行关节运动。

[0060] 例如，向机器人发送控制信号，使所述目标轴按照设定参数进行关节运动。所述设定参数具体可以包括：给定速度v、加速度a以及运动范围θs和θe，其中，θs和θe分别为目标轴机械臂的运动起始角度和运动终止角度。给定速度v，加速度a以及机械臂的运动范围θs和θe，使机器人的目标轴进行关节运动。

[0061] 采集单元120用于采集所述目标轴进行所述关节运动的过程中的电机电流Im。

[0062] 具体地，采集单元120可以使用数据采集卡采集目标轴进行关节运动的过程中的电机电流Im。例如，参考图2所示，为根据本发明实施例的采集的电机电流随时间的变化图(横轴为时间，纵轴为电流值)。

[0063] 处理单元130用于对所述电机电流Im进行FFT变换得到所述电机电流的频谱图。处理单元130对所述电机电流Im进行快速傅立叶变换FFT变换后，可以得到所述电机电流的频谱图。

[0064] 确定单元140用于根据所述电机电流的频谱图确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

[0065] 图7是根据本发明实施例的确定单元的一具体实施方式的结构框图。如图7所示，所述确定单元140包括第一确定子单元141和第二确定子单元142。

[0066] 第一确定子单元141用于根据所述电机电流的频谱图确定所述电机电流的特征倍频幅值Am。

[0067] 具体地，第一确定子单元141可以直接从对电流进行FFT变换后得到的频谱图(横轴为频率，纵轴为幅值)中得到电流Im的特征倍频幅值Am。不同的传动机构特征倍频幅值Am所取的倍频倍数可能不同。例如，若目标轴的传动机构为谐波减速器，则所述特征倍频幅值Am取2倍频幅值。

[0068] 特征n倍频即为电机转速对应机械频率的n倍频，例如电机转速r为600r/min，则电机对应的机械转频为 特征n倍频即为10n Hz,假如机器人所用的传动机构为谐波减速器，则根据频谱图确定电流Im的特征2倍频，即20Hz处的幅值。

[0069] 第二确定子单元142用于根据所述特征倍频幅值Am确定所述目标轴机械臂是否装配异常。

[0070] 工业机器人的伺服电机通常与不同的传动机构相连，如减速机、皮带轮等，其在运行时振动数据的特征倍频幅值大小能够反应出机械臂的装配情况是否正常。因机械臂运行过程中的负载变化直接反馈于电机电流，因此电机电流的变化与振动数据一致，其倍频幅值大小也可反应出机械臂的装配情况。

[0071] 具体而言，第二确定子单元142将所述特征倍频幅值Am与预设幅值As进行比较；若所述特征倍频幅值Am大于所述预设幅值As，即Am＞As，则确定所述机械臂装配异常；若所述特征倍频幅值Am小于等于所述预设幅值As，即Am≤As，则确定所述机械臂装配正常。

[0072] 在装配正常的机器人上由控制单元110、采集单元120、处理单元130执行相应的操作后，根据得到的电机电流的频谱图获得的装配正常的情况下电机电流的特征n倍频幅值为避免约束过严格，可以对获得的装配正常的情况下电机电流n倍频幅值 进行适当放大得到预设幅值As，例如，取

[0073] 图4所示为传动机构为谐波减速器情况下装配异常和装配正常的电流频谱图的对比以及在2倍频处电流幅值的大小示意图。从图4中可以看出装配异常的2倍频电流幅值Am会远远高于装配正常的二倍频幅值

[0074] 采用本发明实施例，根据倍频幅值的大小对机械臂的装配情况作出判断，可直接根据对目标轴的电机电流的定量分析检查机械臂的装配情况，排除了依靠人工经验判断的主观性，也无需进行繁琐的振动噪声实验，简单易行，可靠性强。

[0075] 本发明还提供对应于所述机器人装配检查方法的一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现前述任一所述方法的步骤。

[0076] 据此，本发明提供的方案，在完成机器人的目标轴机械臂的装配后，使目标轴机械臂以给定转速、加速度及运动范围运行，通过采集装配后的机械臂在运行状态下的电机电流，依靠对电流进行FFT变换后得到的电流的倍频幅值检查机械臂的装配情况，排除了依靠人工经验判断的主观性，也无需进行繁琐的振动噪声实验，简单易行，可靠性强。。

[0077] 本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

[0078] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

[0079] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0080] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0081] 以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。