周旋于毫米毫秒间，为机器人体检
□ 本报记者 万小珍 通讯员 王皓东
4月10日，记者走进常州检验检测标准认证研究院工业机器人测试实验室，一台六轴机器人正缓缓移动机械臂，零点零几毫米的运动偏差被灵敏捕捉，录入实时数据库。
这是国内首家通过CMA资质认定和CNAS实验室认可的工业机器人测试实验室。在这里，通过计量检测为工业机器人“把脉问诊”，就能找出“病因”，开出“药方”，为工业机器人产业高质量发展提供技术支撑。
当前，发展工业机器人产业是制造业升级的重要路径之一。常州市智能工业机器人及相关产业链市场规模超200亿元，占全省三分之二。
“工业机器人往往应用于高端制造领域，从上游零部件的尺寸、位置、间隙，到中下游整机的稳定性、可靠性、安全性，都需要检测。”常州检标院机械所长度室副主任王直荣说，眼前这个工业机器人测量和校准系统看起来只是简单的一台设备一台电脑，串起来经过研发就成了“业内行家”。系统采用激光非接触测量技术，实现对机器人的周到“体检”。一旦发现问题，并不需要按传统方式将机器人拆卸下来进行误差修正，而是自主研发高精度算法，在不拆解机械结构的条件下，使用软件对机器人的“大脑”进行校准，从而提升机器人的精准度。在与1毫米、1毫秒的周旋中，填补国内工业机器人检测评估系统空白。
检测只是第一步，紧接着是故障诊断。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，在高速及大负载作业时，机器人在外力和惯性力的影响下会产生振动，这不但会影响轨迹的跟踪精度和定位精度，还会破坏系统运行的稳定性和可靠性。
“如何分析出机器人本体受力后的变形？如何测量工业机器人工作中的抖动？这些问题在机器人研发生产企业中普遍存在，也一直制约着工业机器人行业的高质量发展。”王直荣解释，实验室通过对多维动力学采集、振动及结构动态特性分析等方面开展研究，利用动力学参数辨识与优化分析技术，提供了一整套新的振动特性研究设备和方法，从而提高机器人的可靠性和稳定性。
只有测得出才能造得出，只有测得准才能造得精。常州一家机器人企业在某一产品迭代研发过程中，机器人关节异常振动、温度骤然升高，一筹莫展的企业研发人员找到王直荣。王直荣带领团队在企业蹲守3天，配合研究团队进行故障诊断，通过改善装配工艺、更换油脂，一举解决问题，同时还缩短了产品升级周期，降低了研发成本。
“可别小瞧了它，这套系统具备服务智能工业机器人产业全溯源链、全生命周期、全产业链并具有前瞻性的计量技术。”王直荣说，“黑灯工厂”数千台工业机器人连续作业不能停，检校系统走进生产一线，结合现场机器人运行轨迹情况，个性化制定机器人测试运行轨迹，研究运动特性参数测试方法，通过人工智能、大数据分析技术，在不影响工业机器人工作的情况下，给工业机器人“治未病”。
“我们的工作应该围绕产业发展需求、客户需要开展，否则就没有价值。”王直荣说。为给产业提供更好的计量测试服务，他们以机器人产业为试点，创新“1+N”集计量、标准、检验检测、知识产权等服务为一体的“一站式”产业服务模式，“常州质量码”小程序正式上线，获得国务院督导激励。
去年5月，国家市场监管总局依托常州检标院，筹建国家智能工业机器人产业计量测试中心，开展相关领域计量测试技术研究，解决智能工业机器人产业中“测不了、测不全、测不准”的计量测试难题。开展机器人产业计量工作以来，国家中心累计为全国500余家机器人企事业单位检测各类机器人2000余台，遍布全国10多个省市。