简介

ISO 标准 "ISO9283：操纵工业机器人--性能标准和相关测试方法 "描述了评估工业机器人性能的测试。其中，它提供了正确测量机器人位置精度、重复精度和路径精度的程序。

根据 ISO9283 标准，所有测试都应在所谓的 ISO 测试立方体内进行。ISO 测试立方体应该是机器人工作区内能容纳的最大立方体。此外，位置精度和重复精度应在 5 种不同配置下测量 30 次。众所周知，对于现代机器人来说，5 种配置不足以提供适当的精度测量。

大多数机器人制造商只有在机器人经过校准后才会提供机器人的位置精度，此外，他们至少使用 100 种不同的配置来提供相应的位置精度统计数据。工业机器人重复精度高，但精度不高；因此，可以通过校准来提高工业机器人的精度。

80 年代典型的机器人工作区                           现代机器人的典型工作区

不过，ISO9283 规范通常用于重复精度和路径精度测试，即使机器人没有经过校准。

建议观看以下视频，了解使用 RoboDK 进行的路径精度测试：https://youtu.be/yMQjqAQY1iE。

RoboDK 还可用于校准机器人，以及测试校准前后机器人的性能。最后，RoboDK 还可用于通过球杆仪测试校准前后机器人的精度。

要求

安装 RoboDK 并正确执行机器人路径精度测试需要以下物品：

1.一个或多个工业机器人手臂

2.测量系统：任何激光追踪仪，如 Leica、API 或 Faro，或光学坐标测量机，如 Creaform 的 C-Track 立体相机，均可使用。

3.必须安装 RoboDK 软件，并且需要获得 ISO9283 测试的相应许可证。对于网络许可证，检查许可证需要互联网连接。安装或更新RoboDK以进行ISO9283性能测试：

a.从下载区下载 RoboDK          
https://robodk.com/download。

b. 为测量系统设置驱动器。联系我们获取所需驱动器文件到文件夹
C:/RoboDK/api/ 。

离线设置

建议在 RoboDK 中建立一个真实设置的虚拟环境（离线设置），为测试准备路径和位置。这可以在安装机器人和追踪仪之前完成，只需使用安装了 RoboDK 的计算机即可。RoboDK 校准和路径验证设置示例可从文件夹中下载：

https://robodk.com/stations#filter?feature=calibration-project。

RoboDK 有一个实用程序，用于生成 ISO9283 标准规定的配置和推荐路径。要使用该工具，请

1.实用工具➔ 创建 ISO 9283 立方体（目标和路径）

2.输入参考关节（工具面对追踪仪的机器人位置）

3.调整立方体的位置和大小

4.选择确定

这将创建 ISO 标准所述的 5 个目标，以及建议用于路径精度测试的路径。这些目标和路径位于机器人前方的立方体内。我们可以设置所需的立方体侧面，并移动中心（目标 "ISO p1"）和参考关节，以确定路径的方向。我们还可以最大化立方体的大小，以找到适合机器人工作空间的最大立方体。

下图所示为带有机器人校准和机器人验证选项的示例站。

位置精度和重复精度

在机器人校准过程中用于位置精度验证的程序也可用于位置精度测试。如果通过同一组点依次进行测量，还可以获得有关重复精度的信息和统计数据。

只执行校准或校准和校准之间的唯一区别是，第一种方案不需要机器人校准许可证（只需要 ISO9283 测试许可证）。

要执行此类验证，应选择菜单：

●    公用事业➔测试位置精度和重复精度 (ISO 9283)

这些测试需要识别相对于测量参考坐标系的机器人基本坐标系（基本坐标系设置）和相对于机器人法兰的工具坐标系（工具坐标系设置）。

位置精度和重复精度测试完成后，可以获得一份 PDF 报告。

路径精度

要进行路径精度测试，需要有一个用RoboDK创建的机器人程序，例如由创建ISO立方体实用程序创建的ISO9283程序。我们可以通过选择程序并按 F6 键（或选择程序➔ 生成程序）来生成供应商专用的机器人程序。另外，也可以使用RoboDK中创建的任何其他程序（如直线、圆形或方形）。

还需要有一个测量系统，能够跟踪末端效应器的位置，并提供相对于参考坐标系的位置测量值。需要使用 RoboDK 中的底座设置和工具设置程序（执行校准或位置精度测试时需要）来识别机器人底座和工具坐标系。

测量数据必须在机器人沿程序移动时获取。应使用测量系统制造商提供的默认软件连续记录测量数据。必须将测量数据导出为 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。另外，这些测量数据还可以包含工具相对于机器人底座的方向。

注意：建议尽可能快地进行测量，并且不要进行任何类型的过滤。

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.提供测量所用的参考坐标系

4.选择 "添加测量数据"，导入测量数据。或者，也可以将包含测量数据的 CSV 或 TXT 文件拖放到路径验证窗口。

最后，选择制作 PDF 报告，生成一份包含路径精度、速度和加速度统计数据和图形的 PDF 报告。可以在不同的条件下（不同的速度、不同的圆角/拐角值、不同的负载......）多次运行同一测试，以便在同一报告中比较这些参数。

测量点可以用紫色显示。这些测量点应与描述机器人必须遵循的理想路径的黄色路径相匹配。RoboDK 提供的统计数据就是这两条路径之间的差异。

如果参考坐标系定义不当，测量点与黄色路径不匹配。出现这种情况有多种原因，例如参考坐标系定义不当或工具坐标系定义不同。在这种情况下，选择 "调整参考 "将尝试使两条路径达到最佳匹配，以便提供的统计数据能够隔离这些错位。

结果

路径精度测试完成后，可以从路径验证窗口中选择制作 PDF 报告来获取 PDF 报告。这将生成一份 PDF 文件，其中包含有关路径精度、速度和加速度的一些统计数据和图形。

前几节准备的样本测试结果显示在以下图片中。在这个示例中，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 毫米/秒速度下的自动模式

在本例中，两个程序都是使用 "精确 "选项生成的。这意味着机器人会在每一点都停下来，以使路径尽可能精确。在这种情况下，通常会观察到路径上的高加速度和高减速度，因为在每条直线或圆周运动（转角）结束时，速度必须为零。

大多数机器人品牌都提供舍入选项，通过平滑边缘来避免这种影响。例如，ABB 称其为 ZoneData，允许指定一个精度区域，在该区域内控制器允许平滑边缘；发那科（Fanuc）称其为 CNT，允许指定一个与速度成比例的平滑百分比；库卡（Kuka）选项提供带有 C_DIS 标志的 $ADVANCE 指令；优傲（Universal Robots）允许指定一个混合半径来平滑边缘）。

因此，路径精度测试可以在保持平稳速度的同时，在靠近路径边缘的地方保持可接受的精度水平，从而找到一个很好的折中方案。

可以在 RoboDK 中指定舍入参数以及程序速度。要编辑这样的测试程序：

1.右击程序

2.选择显示说明

3.选择第一个或第二个指令

4.选择程序➔ 设置四舍五入指令，指定四舍五入精度

5.选择程序➔ 设置速度指令，指定速度