一种工件加工定位方法技术

本发明专利技术提供了一种工件加工定位方法

【技术实现步骤摘要】
一种工件加工定位方法、定位机构、定位系统


[0001]本专利技术涉及测量
，尤其涉及一种工件加工定位方法
、
定位机构
、
定位系统
。

技术介绍

[0002]通常情况下，大型工件是指长径比大于8的工件
。
大型工件制造过程中，对几何尺寸测量贯穿整个制造周期
。
原位检测指在工装上不卸下工件的情况下进行检测，免除了离线检测时由于定位基准所带来的误差，检测结果更接近于真实情况，同时可以根据检测结果及时进行工艺调整，降低废品率
。
[0003]相关技术中，获取大型细长工件的位置通常采用单一的测量方法，测量精度低
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供工件加工定位方法
、
定位机构
、
定位系统，以解决细长型工件待加工部位测量精度低的技术问题
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种工件加工定位方法，所述工件为细长型工件，所述工件具有至少一个待加工部位，所述定位方法包括：
[0007]提供至少一个机械臂
、
至少一个导轨以及设在每个所述机械臂末端的扫描仪，其中，每个所述机械臂滑动设在相应所述导轨上；
[0008]获取所述工件的位姿，调节所述工件的位姿至预设位姿；
[0009]基于各个所述待加工部位的位置，确定每个所述机械臂在所述导轨上的运动路径；
[0010]获取各个所述待加工部位区域的点云数据，确定所述待加工部位的位置信息；
[0011]将各个扫描仪替换为定位机构，根据所述待加工部位的位置信息，所述定位机构运动至各个待加工部位并与各个待加工部位匹配，根据所述定位机构的偏移角度和侧向平移量，修正所述机械臂与相应的所述待加工部位对应的位置坐标，以获得各个所述待加工部位的精确坐标
。
[0012]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述定位方法还包括：
[0013]提供用于获取所述工件的位姿的至少一个激光跟踪仪，所述至少一个激光跟踪仪还用于标定全局坐标系
。
[0014]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述扫描仪为激光扫描仪，所述工件上靠近每个所述待加工部位的区域设有多个靶球；
[0015]所述激光扫描仪与相应所述靶球配合，用于获得各个所述待加工部位区域的点云数据
。
[0016]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述定位机构运动至各个待加工部位并与各个待加工部位匹配，包括：
[0017]当所述待加工部位具有槽时，所述定位机构所具有的随形结构嵌设在所述槽中；或者，
[0018]当所述待加工部位具有凸起时，所述定位机构所具有的随形结构卡设在所述凸起的外壁上
。
[0019]根据本专利技术的至少一个实施方式，根据所述定位机构的偏移角度和侧向平移量，修正所述机械臂与相应的所述待加工部位对应的位置坐标，以获得各个所述待加工部位的精确坐标，包括：
[0020]调节所述机械臂的末端的偏移角度至0；和
/
或，
[0021]将所述机械臂的末端的偏移力调节至0，其中，所述偏移力与所述侧向平移量相对应
。
[0022]根据本专利技术的至少一个实施方式，每个所述导轨沿着所述工件的长度方向设置
。
[0023]第二方面，本专利技术还提供一种定位机构，应用于第一方面所述的定位方法，所述定位机构包括基座
、
角度编码器
、
限位板以及与所述限位板间距可调的随形结构；
[0024]所述角度编码器
、
所述限位板以及所述随形结构沿着远离所述基座的方向依次分布，其中，所述限位板转动设在所述角度编码器；
[0025]所述定位机构还包括固定连接于所述基座的至少一个偏移力检测装置，每个所述偏移力检测装置的一端抵接于所述限位板的侧面
。
[0026]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述偏移力检测装置的数量为两个，两个所述偏移力检测装置对称设在所述限位板的侧面且靠近端部的区域
。
[0027]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述偏移力检测装置包括弹簧柱塞以及与所述弹簧柱塞连接的力传感器，所述弹簧柱塞的长度方向垂直于所述限位板的侧面；
[0028]所述弹簧柱塞的可伸缩部抵接于所述限位板的侧面
。
[0029]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述限位板的背离所述角度编码器的端部设有连接杆，所述随形结构滑动设在所述连接杆，所述连接杆位于所述限位板与所述随形结构的部位还套设有弹簧
。
[0030]第三方面，本专利技术还提供一种工件加工定位系统，包括至少一个激光跟踪仪
、
以及第二方面所述的定位机构，每个所述导轨沿所述工件的长度方向设置在所述工件的一侧；
[0031]每个所述激光跟踪仪设在相应所述导轨的末端，所述激光跟踪仪用于检测所述工件的位姿
。
[0032]根据本专利技术的至少一个实施方式，所述定位系统还包括用于固定所述工件的柔性夹具，所述柔性夹具用于调节所述工件的位姿；
[0033]所述位姿包括所述工件的轴线与水平面的夹角和
/
或所述工件绕轴线的回转角度
。
[0034]本专利技术示例性实施例中提供的一个或多个技术方案中，至少可实现如下有益效果之一
。
[0035]本专利技术示例性实施例的工件加工定位方法通过将扫描仪设置在机械臂上，而机械臂滑动设在导轨上，使得扫描仪可以滑动至细长型工件，尤其是大型工件的每一处待加工部位，从而可以获得各个加工部位区域的点云数据，进而确定待加工部位的位置信息，基于此，可以通过光学测量对待加工部位进行粗定位
。
[0036]进一步地，通过将扫描仪替换为定位机构，其中定位机构可以与各个待加工部位进行匹配，通过定位机构的偏移角度和侧向平移量，修正机械臂末端的误差，从而实现角向误差和侧向误差的解耦，实现待加工部位的精定位
。
基于此，通过粗定位和精定位相结合，可以解决现有技术大型工件的待加工部位定位测量精度低的问题
。
附图说明
[0037]附图示出了本专利技术的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本专利技术的原理，其中包括了这些附图以提供对本专利技术的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分；
[0038]图1是根据本专利技术的实施方式的工件加工定位方法的流程示意图；
[0039]图2是根据本专利技术的实施方式的工件加工定位系统的结构示意图；
[0040]图3是根据本专利技术的实施方式的定位机构的结构示意图
。
[0041]附图标记：
10、
工件；
11、
待加工部位；
21、
靶球；
30、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种工件加工定位方法，其特征在于，所述工件为细长型工件，所述工件具有至少一个待加工部位，所述定位方法包括：提供至少一个机械臂
、
至少一个导轨以及设在每个所述机械臂末端的扫描仪，其中，每个所述机械臂滑动设在相应所述导轨上；获取所述工件的位姿，调节所述工件的位姿至预设位姿；基于各个所述待加工部位的位置，确定每个所述机械臂在所述导轨上的运动路径；获取各个所述待加工部位区域的点云数据，确定所述待加工部位的位置信息；将各个扫描仪替换为定位机构，根据所述待加工部位的位置信息，所述定位机构运动至各个待加工部位并与各个待加工部位匹配，根据所述定位机构的偏移角度和侧向平移量，修正所述机械臂与相应的所述待加工部位对应的位置坐标，以获得各个所述待加工部位的精确坐标
。2.
根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：提供用于获取所述工件的位姿的至少一个激光跟踪仪，所述至少一个激光跟踪仪还用于标定全局坐标系
。3.
根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述扫描仪为激光扫描仪，所述工件上靠近每个所述待加工部位的区域设有多个靶球；所述激光扫描仪与相应所述靶球配合，用于获得各个所述待加工部位区域的点云数据
。4.
根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，每个所述导轨沿着所述工件的长度方向设置
。5.
一种定位机构，其特征在于，应用于权利要求1‑4任...

【专利技术属性】
技术研发人员：全芳，陈鑫，陈一凡，马天一，宜亚丽，刘涛，唐慧霖，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：