基准点位的空间位姿测量系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基准点位的空间位姿测量系统及方法，包括：机器人、末端执行器和控制模块，所述末端执行器包括法向压脚和视觉模块；在控制模块的控制下，所述末端执行器测量工件表面法线方向，所述视觉模块识别工件上的基准点位的中心坐标，得到基准点位与法向压脚轴线的位置偏差，机器人驱动末端执行器运动补偿位置偏差，直至满足基准点位与法向压脚轴线的位置偏差在预设的阈值范围内，法向压脚伸出与工件压接。本发明专利技术能解决工件上基准点位的找正问题，实现基准点位空间坐标和表面法线方向的精确测量。确测量。确测量。

【技术实现步骤摘要】
基准点位的空间位姿测量系统及方法


[0001]本专利技术涉及机械加工
，具体地，涉及一种基准点位的空间位姿测量系统及方法。

技术介绍

[0002]航空自动钻铆应用中，由于加工对象预装配误差，其实际需要加工位置与数模理论位置存在偏差，为提升最终钻铆位置精度，需要设备具备对加工对象上预装的基准孔或钉的找正能力。
[0003]现有的相关技术为采用视觉或激光线扫描仪的测量方案，其重点集中在基准孔或钉的位置坐标测量上，缺少对基准点位曲面实际法向量的关注。
[0004]公开号为CN111912335B的专利技术专利，公开了一种适用于机器人钻铆系统的飞机表面基准孔识别方法，包括以下步骤：1)设置激光线扫描仪，标定出激光线扫描仪的初始安装位置以及激光线扫描仪的运动方向；2)利用激光线扫描仪对基准孔所在飞机表面进行扫描，得到基准孔及其附近区域的点云数据；3)由于飞机表面具有光顺性，因此在飞机表面的点云数据中，基准孔附近区域的相邻两点之间的纵向坐标之间的差值存在阈值，当相邻两点之间纵向距离超过相邻两点之间纵向坐标差值的阈值时，说明其中一点为基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基准点位的空间位姿测量系统，其特征在于，包括：机器人、末端执行器和控制模块，所述末端执行器包括法向压脚和视觉模块；在控制模块的控制下，所述末端执行器测量工件表面法线方向，所述视觉模块识别工件上的基准点位的中心坐标，得到基准点位与法向压脚轴线的位置偏差，机器人驱动末端执行器运动补偿位置偏差，直至满足基准点位与法向压脚轴线的位置偏差在预设的阈值范围内，法向压脚伸出与工件压接。2.根据权利要求1所述的基准点位的空间位姿测量系统，其特征在于，所述末端执行器还包括：测距单元、末端底板、导轨和气缸；所述末端底板安装在所述机器人上，所述导轨和气缸均安装于末端底板上；所述法向压脚安装于导轨上，通过气缸实现驱动，所述测距单元测量法向压脚的直线位移量。3.根据权利要求2所述的基准点位的空间位姿测量系统，其特征在于，所述测距单元包括：光栅尺、读数头及其支架；所述光栅尺与导轨平行安装于所述末端底板上，所述读数头及其支架与法向压脚固连，法向压脚移动时，读数头及其支架结合光栅尺实现法向压脚伸出位置的测量。4.根据权利要求1所述的基准点位的空间位姿测量系统，其特征在于，所述视觉模块包括：光源、镜头以及相机，光源提供视觉测量时的照明，镜头将工件表面的反射光聚焦至相机。5.根据权利要求4所述的基准点位的空间位姿测量系统，其特征在于，所述系统包括工具坐标系与基坐标系；所述工具坐标系位于测距单元读数为零时的法向压脚前端面；所述基坐标系位于机器人基座中心；基准点位的位姿包含孔的空间位置坐标和表面法线方向，通过视觉模块和法向压脚内置的传感器的反馈，系统将法向压脚中心和基准点位中心对齐，并保证法向压脚轴线和工件表面垂直。6.根据权利要求5所述的基准点位的空间位姿测量系统，其特征在于，将法向压脚中心和基准点位中心对齐具体包括：通过离线编程获得理论坐标，根据理论坐标将末端执行器定位至基准点位的位置；通过法向压脚压紧工件后，执行法向测量和调整，使得法向压脚轴线及相机轴线和工件表面垂直；调整末端执行器与工件的距离，使得相机与工件的距离和标定状态时保持一致；利用所述视觉模块反馈的基准点位中心坐标，进行工具坐标系下的闭环位置调整，实现法向压脚轴线和基准点位中心对齐。7.根据权利要求6所述的基准点位的空间位姿测量系统，其特征在于，所述法向测量和调整具体如下：步骤a：通过法向压脚内置的位移传感器测得工件表面法线方向，并计算其与压脚轴线的偏角；步骤b：若偏角小于设定阈值，则停止调整；否则，执行下一步；步骤c：机器人带动末端执行器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇晗，范云飞，
申请(专利权)人：上海拓璞数控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：