机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法、系统及应用技术方案

本发明专利技术属于机器人运动姿态优化技术领域，公开了一种机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法、系统及应用，根据待测零件的CAD模型，借助UG二次开发平台获取曲面参数，采用等参数的方法生成了机器人测量时的初始路径和位姿信息；选取干涉的检查曲面，离散为数据点；由机器人测量的路径点和检查曲面的特征点，构建测量路径点的无干涉区域；根据工件安装位置，末端执行器安装位置，机器人逆运动学，计算机器人测量时的关节加速度；以关节加速度为指标，测量轴线偏差角度建立优化，以各路径点的测量可行区域为搜索域，采用差分进化算法进行分段优化。本发明专利技术实现了机器人在夹持点激光位移传感器进行测量时的无干涉路径生成以及运动光顺。动光顺。动光顺。

【技术实现步骤摘要】
机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法、系统及应用


[0001]本专利技术属于机器人运动姿态优化
，尤其涉及一种机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法、系统及应用。

技术介绍

[0002]目前，随着科学技术发展日新月异，复杂曲面在航空航天、汽车、船舶等领域的应用日益广泛。复杂曲面的制造大多由铸造而成，受铸造冷却过程中不同部位的热缩量差异的影响，铸造成型的复杂曲面表面余量不均且波动范围大,需要通过进一步精加工，精加工前需通过测量的方式得到去除余量。目前的测量方式主要分为接触式测量和非接触式测量，其中非接触式测量工作范围小，不适用于易发生干涉的复杂曲面。而机器人具有工作空间大灵活性强的优点，但机器人执行测量任务时，具有冗余自由度，若规划不当，会导致测量的震动以及测量干涉问题。因此研究机器人夹持激光位移传感器进行复杂曲面的表面测量时的机器人位姿优化以及运动光顺很有必要。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004]接触式测量以三坐标测量为例，其工作范围小，可测的零件区域有限，且成本高，不适用于大面积的复杂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法，其特征在于，所述机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法包括：采用基于UG二次开发的方法获取曲面参数以得到机器人测量初始路径；然后基于距离的方法生成无干涉区域，建立以机器人关节加速度为优化指标，结合激光入射角度偏差，奇异性，关节限位约束条件，利用分段的差分进化方法进行优化指标求解，得到机器人测量路径。2.如权利要求1所述的机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法，其特征在于，所述机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法具体包括：步骤一，根据待测零件的CAD模型，借助UG二次开发平台获取曲面参数，以等参数法确定测量初始路径，以路径点的法线方向为初始测量姿态；步骤二，根据待测的曲面，选择可能发生干涉的其他曲面，将曲面的表面特征用离散点表示，记录离散点数据；步骤三，由机器人测量的路径点和检查曲面的检查点，对测量点的机器人姿态进行调整，记录下无干涉的角度；步骤四，根据工件安装位置，标定工件坐标系相对于机器人基坐标系的位置，标定机器人工具坐标系的位置，建立机器人逆运动学；步骤五，以机器人关节加速度为性能指标，根据激光入射角度偏差、机器人关节奇异性、关节限位，采用差分进化的方式分段进行优化得到无干涉的机器人测量运动轨迹。3.如权利要求2所述的机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法，其特征在于，所述步骤一以等参数法确定测量初始路径，以路径点的法线方向为初始测量姿态包括：利用UG二次开发获取到待测曲面的参数信息S(u,v),通过等参数法获取测量初始点，测量的位姿信息以测量点处曲面的法向量为Z轴，切向量为X轴，以右手螺旋法则建立局部坐标系，转化为ZYZ欧拉角表示，测量点表示为：其中：为工件坐标系下的测量路径点的坐标以及ZYZ欧拉角，N为测量点数目；所述步骤二具体包括：选择发生干涉的曲面，利用UG二次开发的获取点的函数UF_MODL_ask_curve_points()获取曲面上的离散点(x,y,z)，记录离散点数据。4.如权利要求2所述的机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：由机器人测量的路径点和检查曲面的检查点P
i
，以测量点的初始姿态为局部坐标系，将末端执行器简化为圆柱体，将末端执行器不断绕X轴旋转α角，Y轴旋转β角，改变轴线矢量：通过判断检查点到圆柱体轴线矢量的距离d和末端执行器简化的圆柱半径R大小关系来计算是否干涉，如果d>R,则无干涉现象，记录下无干涉的角度(α,β),将其在平面坐标系下表示，即构建测量路径点的无干涉区域。5.如权利要求2所述的机器人测量的位姿优化及运动光顺计算方法，其特征在于，所述
步骤四具体包括：根据工件安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨吉祥，漆琪，曾庆双，郭皓邦，丁汉，
申请(专利权)人：中国航发南方工业有限公司，
类型：发明
国别省市：