[發明專利]基于數字圖像相關技術的機器人機加工位移參量測量方法

在審

• 申請號: 201911312382.0
• 申請日: 2019-12-18
• 公開（公告）號: CN111210469A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 閔峻英;李永記;胡家皓;林建平
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60;G06T7/80;G01B11/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 徐迪怡

本發明公開了一種基于數字圖像相關技術的機器人機加工位移參量測量方法，包括：基于數字圖像相關技術搭建機器人機加工的位移參量測量系統；根據預設方式在位移參量測量系統中進行機器人機加工的位移參量測量實驗，并獲取位移參量測量實驗中的所有散斑圖像；對所有散斑圖像進行處理，獲取機器人機加工的位移參量。本發明方法可實現機器人機加工的主軸振動位移的測量，用于對不同型號的工業機器人的機加工性能進行評估；還可進行不同加工工藝參數、不同位姿下的工業機器人機加工振動位移測量，有益于進行工業機器人機加工振動建模研究，進一步可實現對機加工振動的有效抑制。

技術領域

本發明涉及機器人的機加工技術領域，尤其涉及一種基于數字圖像相關技術的機器人機加工位移參量測量方法。

背景技術

近年來，隨著智能化的程度提高，機器人已經廣泛應用于生產領域，例如抓取、噴涂、焊接等。在機器人末端安裝主軸及相應刀具，還可用于機加工，相較于傳統機床具有靈活性高、加工范圍大、成本低的優點，通過位姿變換還能夠輕易加工零件的復雜部位，避免主軸與零件產生干涉。但機器人由于自身串聯多連桿的特性，剛度遠低于傳統數控機床，機加工過程中振動問題較為嚴重，導致刀具磨損嚴重、加工零件表面質量差等問題，這也是機器人在機加工領域大量應用的重要阻礙。

目前，對于機器人機加工振動問題的研究主要集中在理論分析和建模方面，但理論所得出的結果與實際相差較大，需要通過實驗的方法進行測量。而現有的實驗技術只能測得機器人在機加工過程中的力、加速度數據，無法直接測得振動位移，而振動位移又是影響被加工工件精度和表面粗糙度的直接參數。因此亟需一種測量方法對機器人機加工過程的主軸的振動位移進行精確測量。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是對于機器人機加工過程主軸的振動位移沒有較好的精確測量方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于數字圖像相關技術的機器人機加工位移參量測量方法，包括：

基于數字圖像相關技術搭建機器人機加工的位移參量測量系統；

根據預設方式在所述位移參量測量系統中進行所述機器人機加工的位移參量測量實驗，并獲取所述位移參量測量實驗中的所有散斑圖像；

對所有所述散斑圖像進行處理，獲取所述機器人機加工的位移參量。

優選地，所述機器人機加工位移參量包括所述機器人機加工的主軸振動位移。

優選地，基于數字圖像相關技術搭建機器人機加工的位移參量測量系統步驟包括：

設定所述位移參量測量系統包括機器人、設置于所述機器人末端的主軸、安裝于所述主軸上的加工工具、待加工工件以及對應于所述主軸設置的數字圖像測量裝置；

設定所述數字圖像測量裝置包括設置在所述主軸上的散斑部、拍攝視野平行于所述散斑部的預設相機、攝影燈以及數字圖像處理單元，其中，所述散斑部設置于所述主軸靠近所述加工工具的一端。

優選地，所述散斑部通過噴漆法在所述主軸末端制作而成。

優選地，根據預設方式在所述位移參量測量系統中進行所述機器人機加工的位移參量測量實驗，并獲取所述位移參量測量實驗中的散斑圖像步驟包括：

控制所述機器人處于未機加工狀態，移動所述機器人主軸到加工區域，通過預設相機對所述機器人的主軸位置進行散斑部像素尺寸和實際尺寸的比例標定，并設定當前所述主軸的位置為標定位置；

控制所述機器人處于機加工狀態，在所述主軸運動到所述標定位置時控制所述預設相機進行拍攝，以獲取預設時間段內所述位移參量測量實驗的所有散斑圖像。

優選地，所述預設時間段小于1s。

優選地，設置所述預設相機的幀率大于等于主軸轉速和刀具刃數之積的十二分之一。