一种基于立体视觉的三坐标机柔性复合联检系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于立体视觉的三坐标机柔性复合联检系统，包括多自由度机器人、立体视觉装置、三坐标机和工业控制计算机；多自由度机器人固定在三坐标机侧，立体视觉装置固定在多自由度机器人的末端，多自由度机器人、立体视觉装置上的立体相机和三坐标机与工业控制计算机信号连接；工业控制计算机控制多自由度机器人携带立体视觉装置移动，获取待测工件表面的信息；三坐标机接触式测量待测工件的尺寸。本实用新型专利技术通过引导三坐标机测头自动进行测量程序位姿修正，以适应零件的加工偏差或变形，能够适应快速自动换产的需求，可保证待测工件精确适应，快速适应待测工件换产；用于指导装配、打磨、焊接等工艺。焊接等工艺。焊接等工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种基于立体视觉的三坐标机柔性复合联检系统


[0001]本技术属于测量设备领域，具体涉及一种利用非接触式结构光立体相机与三坐标机相结合的柔性复合联检系统。

技术介绍

[0002]近几年测量技术得到了飞速的发展，快速、准确的三维测量成为制造过程中的重要环节，贯穿整个设计、开发、加工、检测与质量保证等环节。三坐标机具有测量精度高、适应性强、鲁棒性能优越等优点，成为制造业最常用的三维精密测量设备，被广泛使用于航空航天、汽车、造船、装备制造及模具制造等领域。
[0003]但随着制造业的快速发展，三坐标机的缺点也逐渐凸显：(1)三坐标机作为逐点测量的设备，需要依靠人工示教编程引导测量测头进行测量，工作量大、测量效率低；(2)编程时需要根据被测对象的形貌特征和测量项目进行，被测对象需要采用工装夹具等，严格保证每次放置位置的一致性才可适用。若同一零件不同批次加工质量存在差异、尺寸不一致，当差异较大时，原有测量程序无法适用，则需重新示教编程；(3)针对三坐标机可基于零件数模进行测量轨迹编程的情况，当零件加工精度不高或者加工后产生变形时，零件实际尺寸与数模存在较大差异，导致测量程序无法适用；(4)三坐标机程序具有专用性，当更换被测对象时，需人工根据被测对象规格型号调用专用程序，无法实现快速自动换产。特别是针对小批量、多品种的情况，常规三坐标机的弊端更加明显。
[0004]因此，提供一种基于非接触式立体视觉的三坐标机智能柔性复合联检系统，工业控制计算机与立体相机配合，实现对三坐标机测头进行测量位姿修正，以适应零件的加工偏差或变形，且能够适应快速自动换产的需求，具有重大的意义和价值。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的上述缺陷，本技术的目的在于提供一种基于非接触式立体视觉的三坐标机智能柔性复合联检系统，将非接触式立体视觉与接触式三坐标机进行集成，保留三坐标机高测量精度的同时，弥补常规三坐标机的不足。
[0006]本技术是通过下述技术方案来实现的。
[0007]本技术提供了一种基于立体视觉的三坐标机柔性复合联检系统，包括多自由度机器人、立体视觉装置、三坐标机和工业控制计算机；多自由度机器人固定在三坐标机侧，立体视觉装置固定在多自由度机器人的末端，多自由度机器人、立体视觉装置上的立体相机和三坐标机与工业控制计算机信号连接；
[0008]工业控制计算机控制多自由度机器人携带立体视觉装置移动，获取待测工件表面的信息；三坐标机接触式测量待测工件的尺寸。
[0009]作为优选，三坐标机包括工作台、龙门架、移动支架、龙门架支撑、测量测头、底支撑和三坐标控制器，工作台位于底支撑上，龙门架支撑将龙门架支撑在底支撑上，移动支架携带测量测头滑动连接在龙门架上；三坐标机控制器位于底支撑侧，与工业控制计算机信
号连接。
[0010]作为优选，工作台上放置待测工件，测量测头沿龙门架轴向移动测量待测工件。
[0011]作为优选，多自由度机器人包括多自由度机器人本体、安装底座和机器人控制器。
[0012]作为优选，立体相机通过相机安装支架安装在多自由度机器人本体的末端。
[0013]作为优选，立体相机为结构光立体相机或双目相机。
[0014]作为优选，多自由度机器人携带立体相机运动时，不与三坐标机发生干涉。
[0015]作为优选，工业控制计算机包括离线标定模块、立体相机采集模块、路径规划模块，立体视觉智能识别模块、非接触式三维测量模块、三坐标机引导模块和三坐标机接触式测量模块。
[0016]本技术由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：
[0017]1.本技术通过多自由度机器人携带三维立体相机，多视角扫描被测工件的形貌特征，获取待测工件表面的信息，被测量工件无需严格放置在三坐标机工作台的固定位置，针对存在加工误差或有变形的工件，通过立体相机非接触式扫描获取工件真实位姿，也无需人工重新示教点位，系统可自动适应。降低了人工摆放工件的要求及相应的工装成本，适应性更强。
[0018]2.工业控制计算机通过立体相机采集、识别待测工件的规格型号，执行测量作业，无需人工参与，可快速适应待测工件的换产。
[0019]3.针对同一工件不同批次存在加工尺寸偏差或加工后产生变形的情况，系统可利用立体相机采集、获取待测工件的真实形貌尺寸，三坐标机测头到对应位置执行测量作业，无需人工重新进行三座机编程，柔性化程度高。
[0020]4.系统通过多自由度机器人携带立体相机的形式，可多视角全方位扫描待测工件，针对测量精度要求不高或者三坐标机无法测量的尺寸可直接根据扫描图像输出测量结果，实现非接触式立体视觉与接触式三坐标机高精度测量相结合的柔性复合检测。
附图说明
[0021]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的不当限定，在附图中：
[0022]图1是本技术一种基于立体视觉的三坐标机智能柔性复合联检系统组成示意图；
[0023]图2是三坐标机组成示意图；
[0024]图3是本技术基于立体视觉的三坐标机智能柔性复合联检系统组成框图；
[0025]图4是本技术实施例三坐标机测量发动机缸体的装配孔位结构示意图。
[0026]图中：1、多自由度机器人；2、立体视觉装置；3、三坐标机；4、工业控制计算机；5、待测工件；11、多自由度机器人本体；12、安装底座；13、机器人控制器；21、立体相机；22、相机安装支架；31、工作台；32、龙门架；33、移动支架；34、测量测头；35、龙门架支撑；36、底支撑；37、三坐标机控制器；41、离线标定模块；42、立体相机采集模块；43、路径规划模块；44、立体视觉智能识别模块；45、非接触式三维测量模块；46、三坐标机引导模块；47、三坐标机接触式测量模块。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，在此本技术的示意性实施例以及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。
[0028]如图1、图2所示，本技术实施例提供的一种基于立体视觉的三坐标机智能柔性复合联检系统，包括多自由度机器人1、立体视觉装置2、三坐标机3和工业控制计算4。多自由度机器人1通过底座固定放置在三坐标机3附近，确保三坐标机3工作台在多自由度机器人的有效运动范围内。多自由度机器人1与工业控制计算机4信号连接，用于接收坐标信息和指令，携带立体视觉装置2运动至指定位置。立体视觉装置2固定安装在多自由度机器人1的末端法兰上，用于扫描待测工件5形貌，获取三维点云数据等信息。立体视觉装置2上的立体相机21与工业控制计算机4信号连接，三坐标机3固定安装地面上，用于接触式测量待测工件的相关尺寸。三坐标机3的安装需满足常规三坐标机安装对环境、振动等的要求。
[0029]如图2所示，三坐标机3包括工作台31、龙门架32、移动支架33、龙门架支撑35、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于立体视觉的三坐标机柔性复合联检系统，其特征在于，包括多自由度机器人、立体视觉装置、三坐标机和工业控制计算机；多自由度机器人固定在三坐标机侧，立体视觉装置固定在多自由度机器人的末端，多自由度机器人、立体视觉装置上的立体相机和三坐标机与工业控制计算机信号连接；工业控制计算机控制多自由度机器人携带立体视觉装置移动，获取待测工件表面的信息；三坐标机接触式测量待测工件的尺寸。2.根据权利要求1所述的基于立体视觉的三坐标机柔性复合联检系统，其特征在于，三坐标机包括工作台、龙门架、移动支架、龙门架支撑、测量测头、底支撑和三坐标控制器，工作台位于底支撑上，龙门架支撑将龙门架支撑在底支撑上，移动支架携带测量测头滑动连接在龙门架上；三坐标机控制器位于底支撑侧，与工业控制计算机信号连接。3.根据权利要求2所述的基于立体视觉的三坐标机柔性复合联检系统，其特征在于，工作台上放置待测工件，测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军丽，张配配，韩兵安，吴易明，姚震，梁晶，
申请(专利权)人：西安中科光电精密工程有限公司，
类型：新型
国别省市：