[發(fā)明專利]一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310727450.6
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103759635B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發(fā)明（設計）人: 李維詩;肖海軍;于連棟;夏豪杰;李浩
• 申請（專利權）人: 合肥工業(yè)大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法，所述掃描測量機器人的硬件包括通用工業(yè)機器人、掃描測頭和光學跟蹤系統(tǒng)，其特征在于：包括以下步驟：

（1）、在CAD軟件中采用虛擬裝配方法，將工件CAD模型裝夾定位到夾具CAD模型上；

（2）、根據(jù)工件的CAD模型，自動規(guī)劃掃描測量路徑；

（3）、在真實環(huán)境中，測量夾具相對于工業(yè)機器人的三維空間位置；

（4）、在工業(yè)機器人仿真軟件中，根據(jù)步驟（3）測量的夾具與工業(yè)機器人相對位置，定位夾具及工件CAD模型，并相應調整步驟（2）中規(guī)劃的掃描測量路徑的位置；

（5）、在機器人仿真軟件中，對步驟（4）中生成的測量路徑進行遮擋和碰撞分析；

（6）、如果有遮擋或者碰撞，調整真實環(huán)境中夾具及工件相對于工業(yè)機器人的位置，并重復步驟（3）、（4）、（5）直到工業(yè)機器人及掃描測頭與工件及夾具無遮擋和碰撞為止；否則，利用機器人仿真軟件生成工業(yè)機器人運動程序；

（7）、在真實環(huán)境中，將步驟（6）中生成的工業(yè)機器人運動程序輸入至工業(yè)機器人控制器中，在控制器的控制下帶動掃描測頭，并配合光學跟蹤系統(tǒng)對工件進行檢測。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法，其特征在于：掃描測頭上帶有系列測量標記，光學跟蹤系統(tǒng)跟蹤測量三個及三個以上測量標記確定測量過程中掃描測頭的位置和姿態(tài)。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法，其特征在于：在測量過程中，光學跟蹤系統(tǒng)跟蹤測量的掃描測頭上的測量標記不共線。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法，其特征在于：步驟（2）中，掃描測量機器人掃描路徑規(guī)劃分為線掃描和面掃描兩種類型。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法，其特征在于：步驟（3）中，夾具帶有系列測量標記。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法，其特征在于：步驟（3）中測量夾具相對于工業(yè)機器人的三維空間位置的具體步驟為：

（a）、在實際環(huán)境中擺放好工業(yè)機器人、夾具和激光跟蹤儀；

（b）、采用激光跟蹤儀測量并記錄夾具上三個及三個以上測量標記的三維坐標；

（c）、操作機器人運動到三個以上的位置，在工業(yè)機器人上讀取這些點的三維坐標，并用激光跟蹤儀測量并記錄以上這些點的三維坐標；

（d）、采用激光跟蹤儀的轉站功能，將測得的工業(yè)機器人各移動點及各測量標記的三維坐標統(tǒng)一到機器人的坐標系，得到夾具相對于工業(yè)機器人的位置。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法，其特征在于：步驟（b）中，激光跟蹤儀測量的夾具上的三個及三個以上測量標記不共線。

8.根據(jù)權利要求6所述的一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法，其特征在于：步驟（c）中，操作機器人運動到的三個以上位置不共線。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法，其特征在于：為了使用基于CAD模型規(guī)劃的掃描測量路徑，通過專用夾具將虛擬環(huán)境中工件模型與工業(yè)機器人模型的相對位置與真實環(huán)境中工件與工業(yè)機器人的相對位置統(tǒng)一起來，首先采用CAD軟件中的虛擬裝配方法，將工件CAD模型裝配到夾具CAD模型，形成一個包含工件和夾具的CAD模型；然后測量真實環(huán)境中夾具與工業(yè)機器人的相對位置；最后根據(jù)測量結果，在機器人仿真軟件中調整夾具與工件模型的位置，統(tǒng)一工件模型與工業(yè)機器人模型的相對位置與真實環(huán)境中工件與工業(yè)機器人的相對位置，并相應調整掃描測量路徑的位置。

10.根據(jù)權利要求1所述的一種精度與機器人無關的掃描測量機器人檢測方法，其特征在于：步驟（4）中，調整掃描測量路徑的三維坐標變換與夾具與工件模型位置調整時采用的三維坐標變換一致；步驟（7）中，采用光學跟蹤系統(tǒng)而非機器人確定測量過程中掃描測頭的位置和姿態(tài)。