一种利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法，包括：校准四轴机器人的工件中心坐标原点；确定线激光传感器和四轴机器人之间的对应位置，得到两者之间的仿射变换矩阵；通过四轴机器人的控制器示教待测工件上的各个特定位置，并根据仿射变换矩阵计算仿射变换后的坐标；通过线激光传感器的控制器在待测工件的各个特定位置调试并设定线激光的参数；四轴机器人携带线激光传感器依次运动到待测工件的各个特定位置，分别测量并得到各个特定位置的参数。本发明专利技术具有较高的测量精度和稳定性，同时缩短了测量节拍。

【技术实现步骤摘要】
一种利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法
本专利技术涉及激光测量领域。
技术介绍
工业检测领域中，针对一些工件(比如：手机壳体)的特殊位置的高度、平面度等参数的测量，往往需要采用比较复杂的测量方法和设计复杂的辅助装置，而且难以保证测量的精度和稳定性，并且缺乏相应的自动判断机制，即测量完成后需要额外的装置判断工件是否合格。也有采用点激光进行测量的方式，但是该测量方式速度较慢、效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法，具有较高的测量精度和稳定性，同时缩短了测量节拍。实现上述目的的技术方案是：一种利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法，基于携带线激光传感器的四轴机器人，所述方法包括：校准四轴机器人的工件中心坐标原点；确定线激光传感器和四轴机器人之间的对应位置，得到两者之间的仿射变换矩阵；通过四轴机器人的控制器示教待测工件上的各个特定位置，并根据仿射变换矩阵计算仿射变换后的坐标；通过线激光传感器的控制器在待测工件的各个特定位置调试并设定线激光的参数；四轴机器人携带线激光传感器依次运动到待测工件的各个特定位置，分别测量并得到各个特定位置的参数。优选的，所述的调试并设定线激光的参数包括：设定激光测量的测量范围；设定激光轮廓报警系数；设定激光触发模式；设定激光轮廓滤波、平滑系数。优选的，四轴机器人的控制器和线激光传感器的控制器分别连接上位机，通过上位机设定待测工件的各个特定位置的尺寸参数和调用算法类型，并根据尺寸参数和调用算法类型判定待测工件是否合格。优选的，所述的设定待测工件的各个特定位置的尺寸参数和调用算法类型包括：设定各个测量尺寸的标准值、上下限公差，产品分类界限阈值；设定对被测尺寸数据处理的相关算法。优选的，四轴机器人携带线激光传感器运动到标定板上的各个标记点位置，同时记录下该标记点位置的机器人坐标，将标定板本身标记点的坐标同机器人坐标相结合，建立对应关系，并根据此对应关系求取两者的仿射变换矩阵。优选的，在校准四轴机器人的工件中心坐标原点之前，先评估待测工件的各个特定位置。优选的，所述的待测工件特定位置的参数包括：高度、平面度和断差。优选的，所述的待测工件指手机外壳。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过四轴机器人携带线激光传感器到待测工件的各特定位置进行数据采集，极大地加快了测量速度和效率，缩短了测量节拍。并且，采用抗干扰能力较强的测量算法，在保证测量精确度的同时使得测量的稳定性大幅度提高。同时，针对测量数据，利用设计的数据处理函数库进行预处理、基准生成、基于基准面测量精确数值，并给出测量结果，结合通过软件设置的上下参数阈值，判定待测参数是否符合标准，整个测量过程完成。附图说明图1是本专利技术的利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法的流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。请参阅图1，本专利技术的利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法，基于携带线激光传感器的四轴机器人，四轴机器人的控制器和线激光传感器的控制器分别连接上位机。所述方法包括下列步骤：步骤S1，评估待测工件的各个特定位置，主要评估内容有：排除因产品本身的加工因素引起的毛刺、碎屑、脏污等问题以及超量程断差引起的测量数据采集错误等问题，确保产品被测位置的可行性。步骤S2，校准四轴机器人的工件中心坐标原点，防止因机械手的旋转导致的精度损失和测量误差。步骤S3，确定线激光传感器和四轴机器人之间的对应位置，得到两者之间的仿射变换矩阵。具体地，用自制高精度标定板进行标定，确定坐标关系：四轴机器人携带线激光传感器运动到标定板上的各个标记点位置，同时记录下该标记点位置的机器人坐标，将标定板本身标记点的坐标同机器人坐标相结合，建立对应关系，并根据此对应关系求取两者的仿射变换矩阵。步骤S4，将待测工件装载好以后，通过四轴机器人的控制器示教待测工件上的各个特定位置，避免不可测位置，并根据仿射变换矩阵计算仿射变换后的坐标。步骤S5，通过线激光传感器的控制器在待测工件的各个特定位置调试并设定线激光的参数：设定激光测量的测量范围以便于提高测量效率；设定激光轮廓报警系数；设定激光触发模式；设定激光轮廓滤波、平滑系数。参数设定完成后，在xmal(可扩展应用程序标记语言)配置文件中写入激光程序路径以便于主程序的调用，从而使得在不同点位下都有最佳的测量参数。步骤S6，通过上位机在xmal序列化文件中设定待测工件的各个特定位置的尺寸参数和调用算法类型：设定各个测量尺寸的标准值、上下限公差，产品分类界限阈值；设定对被测尺寸数据处理的相关算法。设定方式如下(引号内的内容可根据实际情况进行修改)：<产品编号：“1#”产品描述：“高度测量”测量单位：“mm”标准值：“10.00mm”公差上限：“0.10mm”公差下限：“-0.10mm”>；<测量算法：“拟合平面求高度差/直接作差/拟合直线求高度差”>；<测量结果输出>。四轴机器人携带线激光传感器依次运动到待测工件的各个特定位置，分别测量并得到各个特定位置的参数。根据测量算法得到最终测量结果，该测量结果在设定公差范围内判定为OK产品(良品)，否则为NG产品(不良品)。本专利技术中待测工件特定位置的参数包括：高度、平面度和断差。其中，利用线激光进行特定位置的高度测量，利用计算机设计相关算法，实现特定位置的平面度及断差测量。本实施例中，待测工件指手机外壳。启动软件服务，进行在线的实时测量，剔除NG产品。同时，对于NG产品，会利用打印机将NG尺寸数据在标签纸上显示，并同NG产品一并放入NG料盘；对于OK产品，可直接放入OK料盘或者可根据客户需求打印特定尺寸数据在标签纸上，并同OK产品一并放入OK料盘。步骤S7，利用软件自带的数据分析工具，将每天生产的产品进行数据统计，生成统计报表，配合工艺工程师和品质工程师，找出问题尺寸，进一步指导工件加工，提高产品质量。本专利技术利用线激光，线激光采用三角回路方式(出射光同入射光成三角形状)，测量被测物体到探头的距离，具有精度高、量程短、工作节拍快等特点。而同轴点激光采用同轴测量方式(出射光按入射光方向原路返回)，测量被测物体到探头的距离，具有精度高、量程大、无死角测量等特点。以上实施例仅供说明本专利技术之用，而非对本专利技术的限制，有关
的技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本专利技术的范畴，应由各权利要求所限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法，基于携带线激光传感器的四轴机器人，其特征在于，所述方法包括：校准四轴机器人的工件中心坐标原点；确定线激光传感器和四轴机器人之间的对应位置，得到两者之间的仿射变换矩阵；通过四轴机器人的控制器示教待测工件上的各个特定位置，并根据仿射变换矩阵计算仿射变换后的坐标；通过线激光传感器的控制器在待测工件的各个特定位置调试并设定线激光的参数；四轴机器人携带线激光传感器依次运动到待测工件的各个特定位置，分别测量并得到各个特定位置的参数。

【技术特征摘要】
1.一种利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法，基于携带线激光传感器的四轴机器人，其特征在于，所述方法包括：校准四轴机器人的工件中心坐标原点；确定线激光传感器和四轴机器人之间的对应位置，得到两者之间的仿射变换矩阵；通过四轴机器人的控制器示教待测工件上的各个特定位置，并根据仿射变换矩阵计算仿射变换后的坐标；通过线激光传感器的控制器在待测工件的各个特定位置调试并设定线激光的参数；四轴机器人携带线激光传感器依次运动到待测工件的各个特定位置，分别测量并得到各个特定位置的参数。2.根据权利要求1所述的利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法，其特征在于，所述的调试并设定线激光的参数包括：设定激光测量的测量范围；设定激光轮廓报警系数；设定激光触发模式；设定激光轮廓滤波、平滑系数。3.根据权利要求1或2所述的利用线激光对工件特定位置参数进行测量的方法，其特征在于，四轴机器人的控制器和线激光传感器的控制器分别连接上位机，通过上位机设定待测工件的各个特定位置的尺寸参数和调用算法类型，并根据尺寸参数和调用算法类型判...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭伟，徐年丰，诸浩富，王凯，
申请(专利权)人：上海华太信息技术有限公司，上海华太数控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31