本发明专利技术涉及孔加工技术领域，尤其是涉及一种制孔法向找正方法、制孔末端执行装置及制孔机器人。所述制孔法向找正方法，包括：以刀具的刀尖为原点建立固定工具坐标系，并获得固定工具坐标系在机器人基坐标系下的第一位姿矩阵；测量所述刀尖与加工点之间的距离；根据所述距离获得固定工具坐标系沿刀具的进给方向平移所述距离的变换矩阵；根据所述第一位姿矩阵和所述变换矩阵获得以加工点为原点的动态工具坐标系在机器人基座标系下的第二位姿矩阵；测量所述刀具当前姿态与工件当前加工处法向的偏差角度；根据所述偏差角度在所述动态工具坐标系下调整所述刀具的姿态。标系下调整所述刀具的姿态。标系下调整所述刀具的姿态。
【技术实现步骤摘要】
制孔法向找正方法、制孔末端执行装置及制孔机器人
[0001]本专利技术涉及孔加工
，尤其是涉及一种制孔法向找正方法、制孔末端执行装置及制孔机器人。
技术介绍
[0002]在航空产品制造过程中，由于航空产品的特殊性，其连接方式多为铆钉铆接或螺栓螺接的连接方式，为铆钉制孔锪窝后再进行铆接作业或螺栓制孔锪窝后进行螺接作业。锪窝精度控制是飞机壁板制孔质量的重要技术指标， 直接关系的飞机的装配质量和性能指标。
[0003]在实际制孔过程中，制孔机器人装上制孔工具（TOOL）对工件进行加工，通过建立工具坐标系描述工具在空间中的位置和姿态，工具坐标系的原点称为TCP，则若干加工点的位姿在工具坐标系下可用位置坐标X，Y，Z和 姿态RX(绕X轴旋转的角度)，RY（绕Y轴的旋转角度），RZ（绕Z轴的旋转角度）来表示。
[0004]制孔过程为机器人移动到制孔位置，调整姿态使得刀具垂直于工件表面，调整姿态的过程中，机器人的刀尖点位置不能发生移动， 所以姿态计算是在以刀尖点为原点的工具坐标下，计算RX，RY，RZ，使得加工刀具垂直于工件表面，也即通常是在刀尖处建立工具坐标系。
[0005]在制孔工具由一个加工点移动到另一个加工点后，机器人移动到加工位置后，调整刀具姿态，姿态的不同，实际加工位置点会和要求加工的位置点产生偏差，而机器人移动到加工点后，无法保证刀尖点紧贴工件表面，从而无法保证工具坐标系的原点并不是加工点，这就会导致机器人加工的孔的实际位置有偏差，制孔精度低。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种制孔法向找正方法、制孔末端执行装置及制孔机器人，以在一定程度上解决现有技术中存在的加工的孔的实际位置有偏差，制孔精度低的技术问题。
[0007]本专利技术提供了一种制孔法向找正方法，包括：以刀具的刀尖为原点建立固定工具坐标系，并获得固定工具坐标系在机器人基坐标系下的第一位姿矩阵；测量所述刀尖与加工点之间的距离；根据所述距离获得固定工具坐标系沿刀具的进给方向平移所述距离的变换矩阵；根据所述第一位姿矩阵和所述变换矩阵获得以加工点为原点的动态工具坐标系在机器人基座标系下的第二位姿矩阵；测量所述刀具当前姿态与工件当前加工处法向的偏差角度；根据所述偏差角度在所述动态工具坐标系下调整所述刀具的姿态。
[0008]制孔机器人的控制器可以以刀具的刀尖为原点建立固定工具坐标系，并获得固定
工具坐标系在机器人基坐标系下的第一位姿矩阵，控制器根据测量到的所述刀尖与加工点之间的距离获得固定工具坐标系沿刀具的进给方向（如X轴方向）平移所述距离的变换矩阵，机器人根据第一位姿矩阵和变换矩阵，通过，从而得到以加工点为原点的动态工具坐标系在机器人基座标系下的第二位姿矩阵，也即以加工点为原点建立动态工具坐标系，最后测量所述刀具当前姿态在所述动态工具坐标系下与工件当前加工处法向的偏差角度；在动态工具坐标系下，控制器控制刀具分别绕Z、Y、X轴旋转α，β，γ角度调整姿态。在此过程中，以加工点为原点建立的动态工具坐标系，则在调整刀具姿态过程中，始终以加工点为原点进行角度调整，因此，不论如何调整，当刀具进给加工时，实际加工点也会是设定的加工点，提高了制孔准确性，提高了制孔精度。
[0009]本专利技术提供一种制孔末端执行装置，用于实现上述的制孔法向找正方法，包括：基板、刀具、支架、刀具驱动件、距离测量元件以及多个激光位移传感器；所述支架与所述基板连接，所述刀具驱动件固定在所述支架上，所述刀具驱动件与所述刀具驱动连接，所述距离测量元件与所述基板连接，所述距离测量元件用于检测所述刀具的刀尖与工件的加工点之间的距离，所述刀具的两侧均设有所述激光位移传感器，多个所述激光位移传感器用于测量刀具的轴向与工件的当前加工处的法向之间的偏差角度；所述刀具驱动件、所述距离测量元件以及多个激光位移传感器用于与制孔机器人的控制器通信连接。
[0010]进一步地，所述制孔末端执行装置还包括压紧模块、窝深控制模块和进给模块；所述压紧模块包括压紧气缸和压脚，所述窝深控制模块包括窝深顶杆；所述进给模块包括进给气缸、进给固定板和限位块；所述刀具驱动件为刀具旋转驱动件；所述压紧气缸与所述基板连接，所述压紧气缸分别与所述压脚和所述窝深控制模块传动连接以驱动所述压脚和所述窝深控制模块沿所述刀具的轴向伸缩，所述进给气缸与所述进给固定板驱动连接以驱动所述进给固定板沿所述刀具的轴向运动，所述限位块和所述支架均与所述进给固定板连接。
[0011]进一步地，所述窝深控制模块还包括窝深调节驱动件，所述窝深调节驱动件与所述窝深顶杆传动连接以驱动所述窝深顶杆沿所述刀具的轴向伸缩。
[0012]进一步地，所述窝深控制模块还包括窝深连接块、窝深限位块和光电开关；所述窝深顶杆包括第一杆部和第二杆部，所述第一杆部和所述第二杆部之间形成台阶；所述窝深调节驱动件与所述窝深连接块的一侧连接，所述光电开关和所述窝深限位块均与所述窝深连接块的另一侧连接；所述光电开关上设有滑设所述第一杆部的滑槽，所述窝深限位块上设有滑设所述第二杆部的滑槽。
[0013]进一步地，制孔末端执行装置还包括压脚连接板；所述压脚呈筒状设置，所述刀具穿设在所述压脚内，所述压脚连接板的一端与所述压脚驱动件连接，所述压脚连接板的另一端与所述压脚连接，在所述压脚连接板的宽度方向上，所述压脚连接板的两侧对称设有两个所述激光位移传感器。
[0014]进一步地，所述支架的顶部设有滑块，所述压脚固定板的底部设有滑槽，所述滑块设置在所述滑槽内。
[0015]进一步地，所述进给模块还包括进给连接板、进给连接盘和进给套筒；所述进给连接板与所述进给固定板的靠近所述压脚的一端连接，所述进给连接盘与所述进给连接板连接，所述进给连接盘与所述进给套筒连接，所述进给套筒穿设固定在所述压脚连接板上，所
述刀具与进给套筒连接。
[0016]进一步地，所述制孔末端执行装置还包括吸料管道和排料管道；所述压脚上设有出料口，所述吸料管道的一端与所述出料口连通，所述吸料管道的另一端与所述排料管道连通；所述吸料管道设置在所述压脚连接板上。
[0017]进一步地，所述距离测量元件为光栅尺，所述光栅尺设置在所述压脚驱动件的活动部上。
[0018]本专利技术提供一种制孔机器人，包括控制器以及上述制孔末端执行装置，所述制孔末端执行装置与所述控制器通信连接。
[0019]应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术实施例的制孔末端执行装置的第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种制孔法向找正方法，其特征在于，包括：以刀具的刀尖为原点建立固定工具坐标系，并获得固定工具坐标系在机器人基坐标系下的第一位姿矩阵；测量所述刀尖与加工点之间的距离；根据所述距离获得固定工具坐标系沿刀具的进给方向平移所述距离的变换矩阵；根据所述第一位姿矩阵和所述变换矩阵获得以加工点为原点的动态工具坐标系在机器人基座标系下的第二位姿矩阵；测量所述刀具当前姿态与工件当前加工处法向的偏差角度；根据所述偏差角度在所述动态工具坐标系下调整所述刀具的姿态。2.一种制孔末端执行装置，用于实现如权利要求1所述的制孔法向找正方法，其特征在于，包括：基板、刀具、支架、刀具驱动件、距离测量元件以及多个激光位移传感器；所述支架与所述基板连接，所述刀具驱动件固定在所述支架上，所述刀具驱动件与所述刀具驱动连接，所述距离测量元件与所述基板连接，所述距离测量元件用于检测所述刀具的刀尖与工件的加工点之间的距离，所述刀具的两侧均设有所述激光位移传感器，多个所述激光位移传感器用于测量刀具的轴向与工件的当前加工处的法向之间的偏差角度；所述刀具驱动件、所述距离测量元件以及多个激光位移传感器用于与制孔机器人的控制器通信连接。3.根据权利要求2所述的制孔末端执行装置，其特征在于，所述制孔末端执行装置还包括压紧模块、窝深控制模块和进给模块；所述压紧模块包括压紧气缸和压脚，所述窝深控制模块包括窝深顶杆；所述进给模块包括进给气缸、进给固定板和限位块；所述刀具驱动件为刀具旋转驱动件；所述压紧气缸与所述基板连接，所述压紧气缸分别与所述压脚和所述窝深控制模块传动连接以驱动所述压脚和所述窝深控制模块沿所述刀具的轴向伸缩，所述进给气缸与所述进给固定板驱动连接以驱动所述进给固定板沿所述刀具的轴向运动，所述限位块和所述支架均与所述进给固定板连接。4.根据权利要求3所述的制孔末端执行装置，其特征在于，所述窝深控制模块还包括窝深调节驱动件，所述窝深调节驱动...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈帅，陈磊，陈俊泰，刘绪乐，
申请(专利权)人：杭州飞钛航空智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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